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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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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：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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