[发明专利]基于独立连续映射法的多材料连续体结构拓扑优化设计方法

摘要

本发明公开一种基于独立连续映射法的多材料连续体结构拓扑优化设计方法，包括以下步骤：(1)确定连续体结构设计参数：包括设计域尺寸、结构边界条件，实际承载工况；(2)建立优化模型：包括优化目标、位移约束条件及收敛准则初始预设条件的确定。(3)建立独立拓扑变量同约束条件和优化目标之间的关系，将优化方程进行标准化处理；(4)对优化方程进行求解，并基于设定的迭代循环体系及收敛条件，对优化列式进行更新；(5)优化结果的输出，获得多材料结构最优拓扑构型、结构重量分数迭代曲线。本发明给出了一种实用的多材料连续体结构设计方法，在满足结构位移约束条件下，以结构重量最轻为目标。在工程实际中有重要意义。

主权项

1.基于独立连续映射法的多材料连续体结构拓扑优化设计方法，在整个设计流程中，包含以下步骤：第一步，针对多材料连续体结构拓扑优化的具体问题，确定连续体结构设计参数：包括设计域尺寸、结构边界条件，实际承载工况；第二步，基于独立连续映射法建立优化模型：包括优化目标、位移约束条件及收敛准则等初始预设条件的确定；并引入单元性能过滤函数对相应的单元物理属性进行识别；第三步，基于第二步所建立的多材料连续体结构拓扑优化模型，利用伴随法及泰勒展式对优化问题进行转化：建立独立拓扑变量同约束条件和优化目标之间的关系，将优化方程进行标准化处理；第四步，采用序列二次规划算法对第三步标准化处理的优化方程进行求解，并基于设定的迭代循环体系及收敛条件，对优化列式进行更新及最优解的输出；第五步，得到多材料连续体结构拓扑优化结果：获得多材料结构最优拓扑构型、结构重量分数迭代曲线。