申请/专利权人：大连交通大学

申请日：2022-04-12

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114756934B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.08.02#实质审查的生效;2022.07.15#公开

摘要：本发明公开了一种三维多尺度超材料结构优化设计方法，根据设计要求构造出参数化超材料点阵结构，提取控制参数为设计变量，对其进行宏观预测，完成参数化插值模型的建立，建立实体模型，对结构设计域进行划分，施加边界条件和外力载荷，完成有限元模型的建立，基于有限元分析获取宏观结构和微观单元的位移场，并通过构建三维多尺度超材料结构协同优化模型，对宏观尺度及微观尺度中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，从而确定三维多尺度超材料结构的最优布局，实现在三维多尺度超材料结构嵌入宏观结构过程中，得到三维多尺度超材料结构的最佳布局，从而实现整体轻量化设计、获取更高的性能目标。

主权项：1.一种三维多尺度超材料结构优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、构造参数化超材料点阵结构，提取控制参数为设计变量，采用能量均匀化方法对其进行宏观预测，完成参数化材料插值模型的建立；S2、建立实体模型，定义初始设计域，对初始设计域进行网格划分，施加边界条件和外力载荷，建立有限元模型；S3、定义宏观结构设计域上的设计变量和微观结构设计域上的设计变量，并对其赋值，计算宏观单元刚度矩阵ki以及组装结构的整体刚度矩阵K，对三维多尺度点阵结构进行有限元分析，获得结构响应信息；S4、构建多尺度超材料结构协同优化模型，对宏观尺度和微观尺度中的设计变量进行灵敏度分析，并迭代更新宏观尺度和微观尺度中的设计变量，确定点阵微结构的最优布局；S5、判断设计变量的收敛情况，当连续两个迭代步中目标函数的变动小于1×10-3，或者达到设定的最大迭代步数200时，默认为优化收敛，迭代过程终止；否则更新设计变量，继续进行下一步的迭代。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连交通大学 一种三维多尺度超材料结构优化设计方法

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