申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2020-12-03

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN112364546B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2021.03.05#实质审查的生效;2021.02.12#公开

摘要：本发明属于纤维增强复合材料结构优化设计相关技术领域，其公开了一种基于双边滤波的纤维增强复合材料结构优化设计方法，方法包括以下步骤：1将纤维增强复合材料结构的设计域划分为N个单元，以各单元中心点处的纤维角度θe为设计变量；2建立单元刚度矩阵Ke，再根据有限元分析计算得到整体位移向量U和单元位移向量ue；3依据目标函数公式c＝FTU计算得到目标函数值，并计算目标函数关于设计变量θe的灵敏度值4在圆形区域Ne内对单元e中心点处的灵敏度值进行双边滤波处理；5利用基于灵敏度的优化算法更新设计变量θe；6重复步骤2到步骤5，直至满足优化终止条件，以此完成符合复合材料结构的优化设计。本发明提高了优化质量。

主权项：1.一种基于双边滤波的纤维增强复合材料结构优化设计方法，其特征在于：1以纤维增强复合材料结构为设计域，并将所述设计域划分为N个单元，以各单元中心点处的纤维角度θe为设计变量，并设定各单元中心点处的纤维角度的初始值，其中e＝1,2,…,N；2建立单元刚度矩阵Ke，再根据有限元分析计算得到整体位移向量U和单元位移向量ue，所述单元刚度矩阵依赖于纤维角度θe；3依据目标函数公式c＝FTU计算得到目标函数值c，并计算目标函数关于设计变量θe的灵敏度值4设置以单元e中心点为圆心的圆形区域Ne，在该圆形区域Ne内对单元e中心点处的灵敏度值进行双边滤波处理，以得到过滤后的灵敏度值5利用基于灵敏度的优化算法更新设计变量θe；6重复步骤2到步骤5，直至满足优化终止条件，以此完成符合复合材料结构的优化设计；平衡方程KU＝F；过滤后的灵敏度值其计算公式为： 其中，θp为圆形区域Ne内任一单元中心点处的纤维角度；He为权函数，其计算公式为Wc||p-e||为域过滤函数，||p-e||表示两单元中心点之间的欧氏距离；Ws|θp-θe|为范围过滤函数，|θp-θe|表示两单元中心点处纤维角度差值的绝对值；域过滤函数Wcx采用如下公式计算其中σd是域过滤系数；范围过滤函数Wsx采用如下公式计算其中σr是范围过滤系数；利用目标函数值c、处理后的目标函数关于设计变量的灵敏度值以及设计变量的上下界θmax和θmin，再结合移动渐近线算法更新设计变量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种基于双边滤波的纤维增强复合材料结构优化设计方法

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