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公开(公告)号：CN115718962A
公开(公告)日：2023-02-28
申请号：CN202211491282.0
申请日：2022-11-25
Applicant: 大连理工大学
IPC: G06F30/17 , G06F17/11 , G06F111/10
Abstract: 本发明属于航空航天结构中加筋壳的结构设计，涉及一种基于梁壳耦合模型的加筋壳高效屈曲优化方法，能够同时优化筋条的尺寸和布局，从而最大化加筋壳的屈曲载荷。该方法通过高阶连续的等几何退化壳单元和Timoshenko梁单元来模拟蒙皮和筋条，通过梁壳耦合模型建立加筋单胞模型。借助等几何壳的高阶连续性，解析获得连续且光滑的筋条灵敏度场，因此可以通过梯度类优化算法求解加筋优化问题。在此基础上，采用均匀化方法得到加筋单胞模型的等效刚度系数，通过瑞利‑里兹法计算等效模型的屈曲载荷。综上，本发明建立了基于等几何分析的加筋壳屈曲优化设计框架。本发明可以显著提高加筋壳的优化效率和寻优能力，获得创新的加筋单胞构型，其性能明显优于传统的正置正交加筋壳。
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公开(公告)号：CN110083900B
公开(公告)日：2023-02-10
申请号：CN201910306542.4
申请日：2019-04-17
Applicant: 大连理工大学
IPC: G06F30/23
Abstract: 一种面向混杂纤维复合材料板壳结构的快速协同优化方法，属于复合材料结构优化设计技术领域，步骤为：1)建立备选材料库；2)建立三维有限元数值模型并进行几何分区；3)使用模型降阶方法建立降阶数值分析模型；4)建立优化列式，进行离散材料优化设计。采用连续插值函数表征材料库中的离散材料，依据模型的几何分区和优化目标及约束分配设计变量，采用降阶模型进行数值计算获得目标和约束响应，进行离散材料优化设计，实现多变量协同优化，获得最优设计构型。本发明能够实现混杂纤维复合材料结构的一体化设计，实现结构拓扑、纤维含量、纤维角度、铺层顺序等多层级变量的协同优化设计，满足结构功能需要的同时，减轻结构质量，降低材料成本。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111079327B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN201911179223.8
申请日：2019-11-27
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种基于各向异性过滤技术的异形曲面加筋拓扑优化方法，属于工程结构优化设计领域，步骤：1)建立异形曲面结构设计域的有限元模型，划分有限元网格，定义异形曲面结构局部坐标系；2)根据局部坐标系定义异形曲面结构的各向异性过滤半径；3)建立亥姆霍兹各向异性过滤函数，给出有限元表达格式；4)开展考虑各向异性过滤的异形曲面加筋拓扑优化设计。本发明操作简便、满足工艺可实现性、且便于集成于拓扑优化程序；可解决异形曲面加筋拓扑优化难以使用变量连接等传统方法、优化后加筋构型难以满足工艺可实现性等难题，通过定义各向异性过滤半径，使沿加筋高度方向的过滤半径大于其他方向的过滤半径，大于加筋高度结构尺寸，实现异形曲面加筋效果。
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公开(公告)号：CN114282418A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111617724.7
申请日：2021-12-27
Applicant: 中国航发湖南动力机械研究所 , 大连理工大学
IPC: G06F30/23 , G06F113/24 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了基于Sigmoid函数的变高度加筋拓扑优化方法，其包括建立变高度筋条结构设计域的有限元模型，将其划分为有限元网格；根据有限元网格边界、载荷条件，以及筋条成型方向设置单元集合；基于单元集合中的参数，构建亥姆霍兹各向异性过滤函数；采用有限元方法求解亥姆霍兹各向异性过滤函数弱形式；通过亥姆霍兹各向异性过滤函弱形式求解过滤后的单元密度向量，即进行线性过滤；基于反S型函数对线性过滤后的密度进行非线性过滤，得到最终过滤密度；基于最终过滤密度，建立拓扑优化结果。本发明通过非线性映射方法对筋条高度进行过滤，能够达到自由控制加筋高度的目的，最终能够得到具有良好刚度传递性能的变高度加筋的结构形式。
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公开(公告)号：CN111079327A
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN201911179223.8
申请日：2019-11-27
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种基于各向异性过滤技术的异形曲面加筋拓扑优化方法，属于工程结构优化设计领域，步骤：1)建立异形曲面结构设计域的有限元模型，划分有限元网格，定义异形曲面结构局部坐标系；2)根据局部坐标系定义异形曲面结构的各向异性过滤半径；3)建立亥姆霍兹各向异性过滤函数，给出有限元表达格式；4)开展考虑各向异性过滤的异形曲面加筋拓扑优化设计。本发明操作简便、满足工艺可实现性、且便于集成于拓扑优化程序；可解决异形曲面加筋拓扑优化难以使用变量连接等传统方法、优化后加筋构型难以满足工艺可实现性等难题，通过定义各向异性过滤半径，使沿加筋高度方向的过滤半径大于其他方向的过滤半径，大于加筋高度结构尺寸，实现异形曲面加筋效果。
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公开(公告)号：CN105760631B
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201610178734.8
申请日：2016-03-28
Applicant: 大连理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及工程结构优化设计领域，提供一种实现多样性设计的结构拓扑优化方法。所述方法包括：利用结构拓扑优化实现结构概念设计；提出多样性设计求解方法获得若干多样性满足初始设计要求的概念设计构型，包括：引入加权目标函数和提出多样性约束，其中多样性约束能够描述拓扑构型之间的差异并驱动优化获得多个多样性构型；评价各个概念构型的在详细设计要求下的性能表现，筛选满足设计需求的概念设计构型，通过形状优化和参数优化对概念设计构型进行详细的设计。本发明能够获得若干具有多样性的初始设计，减少初始设计方案由于无法满足后续设计要求而被迫放弃的风险，大大减少设计迭代次数和设计时间。
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公开(公告)号：CN105760631A
公开(公告)日：2016-07-13
申请号：CN201610178734.8
申请日：2016-03-28
Applicant: 大连理工大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5004 , G06F2217/84
Abstract: 本发明涉及工程结构优化设计领域，提供一种实现多样性设计的结构拓扑优化方法。所述方法包括：利用结构拓扑优化实现结构概念设计；提出多样性设计求解方法获得若干多样性满足初始设计要求的概念设计构型，包括：引入加权目标函数和提出多样性约束，其中多样性约束能够描述拓扑构型之间的差异并驱动优化获得多个多样性构型；评价各个概念构型的在详细设计要求下的性能表现，筛选满足设计需求的概念设计构型，通过形状优化和参数优化对概念设计构型进行详细的设计。本发明能够获得若干具有多样性的初始设计，减少初始设计方案由于无法满足后续设计要求而被迫放弃的风险，大大减少设计迭代次数和设计时间。
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