公开(公告)号：CN118070417A

公开(公告)日：2024-05-24

申请号：CN202410097705.3

申请日：2024-01-24

Applicant: 大连理工大学 ,  北京机电工程研究所

Inventor： 郝鹏 ,  薛实力 ,  霍泽凯 ,  马祥涛 ,  易斯男 ,  冯少军 ,  王博

IPC: G06F30/15 ,  G06F17/11 ,  G16C60/00 ,  G06F119/08 ,  G06F119/14 ,  G06F113/26

Abstract: 一种基于多工况热力耦合拓扑优化的热薄壁结构加筋布局设计方法，属于热薄壁结构的加筋优化技术领域。首先，进行热薄壁结构的有限元建模，包括初始几何模型、补充可加筋区域层。然后，建立可加筋区域层单元的弹性模量与设计变量间的数学表达，计算存储Helmholtz型各向异性过滤矩阵。随后，建立多工况热力耦合拓扑优化加筋设计模型，更新热薄壁结构在优化中的等效温度载荷，进行多工况热力耦合平衡方程求解，得到力学性能响应并以此进行灵敏度分析。最后，设计阈值，对优化结束后低于阈值的单元进行删除，保留高于阈值的单元，获得热薄壁结构的加筋创新构型。本发明可以处理温度与多工况载荷同时施加的加筋布局设计问题，有望成为热薄壁结构的加筋优化技术领域最具潜力的方法之一。

公开(公告)号：CN118568861A

公开(公告)日：2024-08-30

申请号：CN202410714079.8

申请日：2024-06-04

Applicant: 大连理工大学

Inventor： 郝鹏 ,  薛实力 ,  马祥涛 ,  刘大川 ,  霍泽凯 ,  王博

IPC: G06F30/15 ,  G06F30/23 ,  G06F119/14 ,  G06F119/08

Abstract: 一种面向加筋薄壁结构热变形抑制的热力耦合拓扑优化设计方法，属于热薄壁结构的加筋优化技术领域。首先，进行热薄壁结构的有限元建模。然后，建立可加筋区域层单元的弹性模量与设计变量间的数学表达。随后，建立以热薄壁结构蒙皮区域的应变能最小化为优化目标的热力耦合拓扑优化列式，更新热薄壁结构在优化中的等效温度载荷，进行热力耦合平衡方程求解，得到力学性能响应并以此进行灵敏度分析。最后，设计阈值，对优化结束后低于阈值的单元进行删除，保留高于阈值的单元，获得热薄壁结构的加筋创新构型。本发明可获得清晰的加强筋布局拓扑构型，抑制温度所引起的灰度问题，充分利用单元刚度来提高热薄壁结构整体的刚度，实现热薄壁结构在高温下的承载并减少热变形的需求。

公开(公告)号：CN117993035A

公开(公告)日：2024-05-07

申请号：CN202410051525.1

申请日：2024-01-15

Applicant: 大连理工大学 ,  北京机电工程研究所

Inventor： 张晓鹏 ,  霍泽凯 ,  刘迪 ,  包玉浩 ,  亢战

IPC: G06F30/10 ,  G06F30/23 ,  G06F30/27 ,  G06F30/28 ,  G06N3/048 ,  B33Y50/00 ,  G06F113/10 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14 ,  G06F111/04

Abstract: 一种基于结构优化的考虑悬垂角约束的增材制造流道设计方法，属于结构与多学科优化设计领域，包括采用样条曲线描述流道截面形状，根据水平集函数导出悬垂角约束两部分。描述流道截面形状，通过约束控制点的值来保证流道形状闭合，根据水平集函数导出悬垂角约束的表达式。优化设计变量为样条曲线控制点，优化目标为流体流经管道的耗散最小，约束包括悬垂角约束和体分比约束。根据差分法获得灵敏度信息，将其代入移动渐近线法得到更新后的设计变量值。最后得到的流道设计满足悬垂角和体积约束，适用于增材制造中无支撑流道的打印制造。本发明采用样条曲线描述流道截面形状，用少量控制点控制形状变化，降低了结构优化计算量。对悬垂角约束进行积分，避免过于严苛的优化约束，利于得到更优的流道设计。