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公开(公告)号：CN118153400B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202410478125.9
申请日：2024-04-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06F17/11 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 一种基于等几何刚度与质量扩散法的桁架结构动力学拓扑优化方法及系统，涉及一种工程结构拓扑优化设计领域。本发明为了解决现有技术的优化设计布局无法满足工作于瞬态载荷环境中桁架结构的抗振性能要求，易于造成桁架结构的屈曲和振动疲劳等动态失效等问题。技术要点：定义初始设计域和算法参数，构建桁架结构的等几何有限元动力学分析模型；通过无条件稳定的隐式Newmark时间积分方案求解上述模型，计算目标函数与约束函数，并基于先离散‑后微分敏度分析策略获得设计变量的敏度数值；采用融合线性搜索与信赖域寻优策略的内点法，更新迭代设计变量，寻求桁架结构的最优布局设计；根据杆单元的截面与长度等参数的最小尺寸约束，重构桁架结构的最优布局，进而获得便于工程应用的桁架结构设计布局。本发明用于解决瞬态载荷作用下桁架结构的布局优化设计问题。
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公开(公告)号：CN117373579B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202311492300.1
申请日：2023-11-09
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法及系统，属于结构优化设计领域，该方法引入双Helmholtz平滑‑分块投影方案，识别不同多孔材料的宏观结构域，通过均匀化方法计算多孔材料的宏观等效力学性能，利用有序SIMP方法优化不同微观结构的宏观布局，在不同多孔材料微结构的边界区域设置为相同拓扑描述的可设计连接域，基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，实现了时空离散动力系统的一致性敏度计算。由此提出时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法，包括：定义初始设计域和优化算法参数，在微观尺度上，利用微结构有限元方程和均匀化方法，计算不同多孔材料的等效弹性矩阵和质量密度，构建材料模型，识别不同多孔材料的结构域和插值刚度矩阵；通过HHT‑α方法实施宏观尺度的瞬态有限元分析，计算目标函数和约束函数，并基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，获得宏/微观设计变量的敏度数值；使用MMA方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。用于解决工程应用领域的时域动载荷优化问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117373579A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311492300.1
申请日：2023-11-09
Applicant: 哈尔滨理工大学
Abstract: 一种时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法及系统，属于结构优化设计领域，该方法引入双Helmholtz平滑‑分块投影方案，识别不同多孔材料的宏观结构域，通过均匀化方法计算多孔材料的宏观等效力学性能，利用有序SIMP方法优化不同微观结构的宏观布局，在不同多孔材料微结构的边界区域设置为相同拓扑描述的可设计连接域，基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，实现了时空离散动力系统的一致性敏度计算。由此提出时域动载荷作用下多微结构多尺度并行拓扑优化方法，包括：定义初始设计域和优化算法参数，在微观尺度上，利用微结构有限元方程和均匀化方法，计算不同多孔材料的等效弹性矩阵和质量密度，构建材料模型，识别不同多孔材料的结构域和插值刚度矩阵；通过HHT‑α方法实施宏观尺度的瞬态有限元分析，计算目标函数和约束函数，并基于先离散‑后微分的伴随敏度分析方法，获得宏/微观设计变量的敏度数值；使用MMA方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。用于解决工程应用领域的时域动载荷优化问题。
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公开(公告)号：CN116150834B
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202211224295.1
申请日：2022-10-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/17 , G06F30/23 , G16C60/00 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F113/10
Abstract: 本发明属于结构优化设计领域，用于解决工程应用领域的动载荷拓扑优化问题。该方法利用三场密度方法实施多尺度协同优化，结合先离散‑再微分方法与伴随方法来避免灵敏度计算的一致性误差。由此提出双尺度分级结构时域动刚度问题的并行拓扑优化方法，包括：构建设计域并进行宏观尺度和微观尺度的单元划分，对宏观和微观模型设置初始变量场，形成初始化模型；以动柔度最小化为目标，体积分数为约束，建立多尺度并行优化的数学模型；通过HHT‑α方法求解动力学方程，利用先离散‑再微分的敏度分析策略求解相应的伴随问题，推导目标函数与约束函数的灵敏度；使用MMA方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。
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公开(公告)号：CN116150834A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202211224295.1
申请日：2022-10-08
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/17 , G06F30/23 , G16C60/00 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F113/10
Abstract: 本发明属于结构优化设计领域，用于解决工程应用领域的动载荷拓扑优化问题。该方法利用三场密度方法实施多尺度协同优化，结合先离散‑再微分方法与伴随方法来避免灵敏度计算的一致性误差。由此提出双尺度分级结构时域动刚度问题的并行拓扑优化方法，包括：构建设计域并进行宏观尺度和微观尺度的单元划分，对宏观和微观模型设置初始变量场，形成初始化模型；以动柔度最小化为目标，体积分数为约束，建立多尺度并行优化的数学模型；通过HHT‑α方法求解动力学方程，利用先离散‑再微分的敏度分析策略求解相应的伴随问题，推导目标函数与约束函数的灵敏度；使用MMA方法实现宏观和微观结构的并行迭代更新，得到所需形状的多尺度优化的拓扑结构。
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公开(公告)号：CN118656909A
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202410493808.1
申请日：2024-04-23
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/23 , G06F17/11 , G06F17/16 , G06F119/14 , G06F119/08
Abstract: 一种基于等几何刚度扩散法的桁架结构瞬态传热拓扑优化方法及系统，涉及工程结构拓扑优化设计领域，其为了提高桁架结构在非稳态热环境下的热防护性能而提出。将杆单元的热传导与热容矩阵投影到弱材料等几何背景网格，构建桁架结构的等几何瞬态传热有限元模型；采用融合线性搜索与信赖域寻优策略的内点法更新迭代设计变量，寻求桁架结构的最优布局设计；构建桁架结构的等几何瞬态传热有限元模型；采用基于信赖域的移动渐进线法，更新迭代设计变量，寻求桁架结构的最优布局设计；根据杆单元的截面与长度等参数的最小尺寸约束，重构桁架结构的最优布局，获得便于工程应用的桁架结构设计布局。本发明用于瞬态热流载荷作用下桁架结构的布局优化设计。
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公开(公告)号：CN118153400A
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202410478125.9
申请日：2024-04-19
Applicant: 哈尔滨理工大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06F17/11 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 一种基于等几何刚度与质量扩散法的桁架结构动力学拓扑优化方法及系统，涉及一种工程结构拓扑优化设计领域。本发明为了解决现有技术的优化设计布局无法满足工作于瞬态载荷环境中桁架结构的抗振性能要求，易于造成桁架结构的屈曲和振动疲劳等动态失效等问题。技术要点：定义初始设计域和算法参数，构建桁架结构的等几何有限元动力学分析模型；通过无条件稳定的隐式Newmark时间积分方案求解上述模型，计算目标函数与约束函数，并基于先离散‑后微分敏度分析策略获得设计变量的敏度数值；采用融合线性搜索与信赖域寻优策略的内点法，更新迭代设计变量，寻求桁架结构的最优布局设计；根据杆单元的截面与长度等参数的最小尺寸约束，重构桁架结构的最优布局，进而获得便于工程应用的桁架结构设计布局。本发明用于解决瞬态载荷作用下桁架结构的布局优化设计问题。
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