申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744356A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/10;G06F119/14;G06F119/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种基于BESO的弹塑性等几何拓扑优化方法，属于等几何拓扑优化领域，该方法通过弹塑性建模，考虑了材料的各向同性硬化，并将材料的应力等效为VonMises应力，允许结构在受到外部加载时发生弹性和塑性变形；使得优化过程更贴近实际工程需求，确保结构在承受复杂加载条件下具有足够的强度和稳定性；采用等几何分析技术，能够更精准的得出模型的结构响应；综合考虑了弹塑性响应，并在拓扑优化中进行了相应的调整，使结构的拓扑布局将根据材料的弹塑性性质进行调整，以确保最佳性能；将BESO优化方法、等几何分析与弹塑性材料紧密结合，弥补了之前关于弹塑性等几何拓扑优化的方法空缺，在优化中可以考虑材料的塑性行为。

主权项：1.一种基于BESO的弹塑性等几何拓扑优化方法，其特征在于，包括：S1，将待优化结构进行等几何网格化划分得到多个网格单元，以各单元控制点的密度为设计变量，构建所述待优化结构的优化模型；S2，确定本次迭代得到的待优化结构的目标体积；S3，向所述待优化结构施加载荷，对各单元进行弹塑性等几何分析以获取各单元的刚度矩阵和等效内力，并根据KΔu＝R计算各单元控制点的位移增量Δu；判断||R||∞是否小于阈值，若是则进入S5，否则将Δu一一对应累加至各单元控制点的位移，再次对各单元进行弹塑性等几何分析以更新各单元的刚度矩阵和等效内力，再次计算各单元控制点的位移增量Δu，直至||R||∞小于阈值，将此时的位移增量叠加至各单元控制点的位移；其中，K为总体刚度矩阵，R为总体内外力残差；S4，判断各单元控制点的位移是否达到规定位移，若是，则根据当前所有单元控制点的灵敏度场及对应的体积约束值选择一个密度阈值来对当前的灵敏度场进行截取以更新设计变量，进而更新结构拓扑构型；若否，则返回S3；S5，判断当前结构拓扑构型的体积是否达到目标体积且所述优化模型对应的目标函数是否收敛，若是，则拓扑优化结束，得到最优的结构拓扑构型；若否，则返回S2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种基于BESO的弹塑性等几何拓扑优化方法

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