[发明专利]一种面向增材制造的多相材料热力耦合拓扑优化设计方法

摘要

本发明属于材料结构优化设计领域，并具体公开了一种面向增材制造的多相材料热力耦合拓扑优化设计方法。包括以下步骤：将多相材料结构离散为多个宏观单元，并根据各个宏观单元的材料类型以及有无材料填充，对多相材料结构的杨氏模量以及热力系数进行插值，并以此建立以多相材料结构柔顺度最小化为目标函数，以构成多相材料结构的每种实体材料的用量上限为设计约束的多相材料拓扑优化模型；然后对拓扑优化模型的设计变量进行灵敏度分析，并迭代更新宏观尺度及微观尺度中的设计变量，从而得到边界清晰的最优结果。本发明使得不同材料之间具有清晰的边界，在增材制造过程中省去支撑结构的使用，提升了优化后结构的可制造性以及对热工况的适应性。