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公开(公告)号：CN117874920A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410056802.8
申请日：2024-01-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/17 , G06F30/23 , B64F5/00 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于航空航天技术领域，公开了一种惯性载荷下飞行器多材料结构拓扑优化方法，包括以下步骤：S1、建立有限元模型，定义设计域，对结构进行划分，并施加边界条件；S2、赋予材料参数并确定优化参数，然后定义设计变量；S3、利用交替有源相位算法将多材料优化问题分解为多个子问题并进行求解；S4、对结构进行更新并进行收敛性判断，符合条件则进行步骤S5，不符合条件则返回步骤S3；S5、进行光滑设计，并对光滑设计前后目标函数的变化量进行分析，若满足条件则优化结束，不满足条件则返回步骤S2。本发明实现了惯性载荷下结构的轻量化设计，获得的多材料结构具有更好的结构性能。
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公开(公告)号：CN119647081A
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202411679351.X
申请日：2024-11-22
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/17 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14 , G06F119/02
Abstract: 本发明提供了一种飞机输流管在强迫激励下传输超临界高速脉动流的耦合共振分析方法，属于飞机动力学领域。本发明基于飞机输流管的结构模型，建立超临界脉动流诱发的飞机输流管的耦合共振模型，针对飞机输流管的强非线性耦合谐振行为，首次建立分岔分析的摄动‑增量谐波平衡法。进一步地，采用数值迭代法求解一定激励幅值下的幅频分岔关系，并利用Floquet理论评价稳定性。最后构建飞机输流管的激励参数和材料参数与耦合共振特性的数据库。本发明能够有效分析飞机输流管在强迫激励下传输超临界高速脉动流时的耦合共振特性，为飞机输流管的设计和安全运行提供了可靠的分析方法和技术支持。
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公开(公告)号：CN119647002A
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202411678122.6
申请日：2024-11-22
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/15 , G06F113/08 , G06F119/14 , G06F113/14 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法，属于飞行器输流管动力学技术领域。本发明根据哈密顿变分原理导出了稳定性和非线性动力学模型的控制方程，将二次摄动法推广到飞行器输流管的非线性分析中，提出一种摄动方案，并通过求解非线性动力学模型，计算飞行器输流管的初始挠度，基于所获得的飞行器输流管的初始挠度‑流速关系，计算飞行器输流管的固有频率和非线性频幅关系的近似解，最后开展飞行器输流管的稳定性和非线性动力学分析，建立飞行器输流管的非线性动力学响应数据库。本发明提供的分析方法计算精度高，综合考虑了飞行器输流管的非线性效应，对飞行器输流管的非线性动力学分析中具有重要意义。
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公开(公告)号：CN119475725A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411523575.1
申请日：2024-10-30
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种后屈曲飞机输流管的非线性弯曲和强迫振动分析方法，属于飞机输流管力学性能分析技术领域。该方法包括：建立流致后屈曲飞机输流管的静动力学模型；将两步摄动技术扩展到后屈曲的平衡路径，为弯曲和共振分析提供了初始构型；根据两个对称初始分岔路径，再次采用两步摄动法得到弯曲载荷‑挠度显式关系；采用两步摄动法和改进的Lindstedt‑Poincaré法相结合的方法，得到了强非线性强迫振动的近似解析解。本发明可指导飞机输流管在内部流体流动诱导变形和外部载荷共同作用下的非线性静动力学结构设计。
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公开(公告)号：CN117874920B
公开(公告)日：2025-01-28
申请号：CN202410056802.8
申请日：2024-01-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/17 , G06F30/23 , B64F5/00 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于航空航天技术领域，公开了一种惯性载荷下飞行器多材料结构拓扑优化方法，包括以下步骤：S1、建立有限元模型，定义设计域，对结构进行划分，并施加边界条件；S2、赋予材料参数并确定优化参数，然后定义设计变量；S3、利用交替有源相位算法将多材料优化问题分解为多个子问题并进行求解；S4、对结构进行更新并进行收敛性判断，符合条件则进行步骤S5，不符合条件则返回步骤S3；S5、进行光滑设计，并对光滑设计前后目标函数的变化量进行分析，若满足条件则优化结束，不满足条件则返回步骤S2。本发明实现了惯性载荷下结构的轻量化设计，获得的多材料结构具有更好的结构性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117875127B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202410057950.1
申请日：2024-01-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F17/10 , G06F119/14 , G06F111/04
Abstract: 本发明属于航空航天技术领域，公开了一种可用于航空航天结构的双向渐进结构优化算法，包括以下步骤：S1、选择需要优化的结构，并确定载荷类型；S2、建立有限元模型，并进行网格划分；S3、赋予材料参数，并施加边界条件和载荷；S4、确定双向渐进结构优化方法的优化参数；S5、进行有限元分析，计算灵敏度；S6、计算当前迭代步的进化率，并确定更新后的结构体积；S7、进行单元与结构的更新，并采用材料插值模型重新赋予材料参数；S8、判断是否满足收敛标准和约束条件，若不满足，则返回步骤S5；若满足，则结束优化并输出模型；本发明在保证较好收敛性能的条件下，减少了拓扑所需的迭代步数，提高了优化效率。
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公开(公告)号：CN117875127A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410057950.1
申请日：2024-01-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F17/10 , G06F119/14 , G06F111/04
Abstract: 本发明属于航空航天技术领域，公开了一种可用于航空航天结构的双向渐进结构优化算法，包括以下步骤：S1、选择需要优化的结构，并确定载荷类型；S2、建立有限元模型，并进行网格划分；S3、赋予材料参数，并施加边界条件和载荷；S4、确定双向渐进结构优化方法的优化参数；S5、进行有限元分析，计算灵敏度；S6、计算当前迭代步的进化率，并确定更新后的结构体积；S7、进行单元与结构的更新，并采用材料插值模型重新赋予材料参数；S8、判断是否满足收敛标准和约束条件，若不满足，则返回步骤S5；若满足，则结束优化并输出模型；本发明在保证较好收敛性能的条件下，减少了拓扑所需的迭代步数，提高了优化效率。
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公开(公告)号：CN119646986A
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202411761265.3
申请日：2024-12-03
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/23 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开了一种用于飞行器结构设计的多材料拓扑优化方法，属于航空航天技术领域。该方法包括建立扩大的设计区域；网格划分；建立材料插值模型；有限元分析，目标函数质量约束条件的灵敏度；依次更新设计场变量、过滤场变量和物理场变量，并施加隐式浮动投影约束；判断是否满足收敛条件；进行光滑设计；将光滑设计后的结构使用原网格重新划分，进行灵敏度分析；计算误差值，判断是否满足准确光滑设计的条件，若满足，则结束优化并输出最优结构。本发明在保证较好收敛性能的条件下，能够在拓扑优化过程中进行材料的选择，同时利用三场技术减少了拓扑所需的迭代步数，提高了优化效率，最终结构具有清晰光滑的边界，可以直接用于制造。
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公开(公告)号：CN118016205A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202311535233.7
申请日：2023-11-17
Applicant: 湖南大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/15 , G06F30/23 , G06T17/20 , G06F113/26 , G06F119/14 , G06F119/02
Abstract: 本发明属于复合材料技术领域，公开了一种考虑低速冲击性能的飞行器复合材料结构设计方法，根据实际工况建立有限元模型，赋予有限元模型材料属性，对有限元模型进行网格划分，根据实际工况对有限元模型的边界条件进行设置，构建面内冲击损伤模型和面外冲击损伤模型，基于上述的损伤模型，得到损伤机理，参考生物抗冲击损伤结构，提出新型抗冲击结构，再通过上述损伤模型得到数据，进行增强机理分析，最后得出最优设计。本发明的有益效果：可以同时兼顾抗面内冲击性能与抗面外冲击性能，准确地、有效地、经济地全方位研究复合材料层合板结构在低速冲击载荷下的损伤，从而进行结构设计。
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公开(公告)号：CN119720433B
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510223557.X
申请日：2025-02-27
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明提供一种周期性微结构及其优化设计方法，属于航空航天结构设计技术领域。本发明采用线性材料插值模型进行微结构的拓扑优化，避免了传统拓扑优化方法中高惩罚因子带来的收敛困难和局部最优问题，从而大幅提升了算法的收敛性与全局寻优能力；基于能量的均匀化方法为微结构的等效宏观性能预测提供了快速且高精度的计算支持，并结合周期性边界条件实现了宏微观尺度优异的连接性；通过浮动投影技术施加隐式0/1约束函数，使优化结果呈现出明确的二元特性，能够准确的进行后处理，使边界清晰且具备直接用于增材制造的特性，大幅提升了从设计到制造的可行性与效率。
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