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公开(公告)号:CN117669045B
公开(公告)日:2024-09-27
申请号:CN202311679072.9
申请日:2023-12-08
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/15 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F119/02
Abstract: 本发明属于飞行器结构设计技术领域,公开了一种飞行器耐撞性可靠性优化设计方法,根据设计需求确定可靠性优化设计变量、约束条件和优化目标,建立相关数值模型并进行验证,用于后续优化工作;根据优化设计变量进行采样点的选取,并通过数值模型来获得相应的性能指标;进行变量筛选,确定变量相对重要性,以减少参数集提高优化效率以及优化精度;建立代理模型,并通过选取交叉验证采样点来评估代理模型是否满足预测精度要求,应用代理模型进行飞行器耐撞性可靠性优化设计。本发明的有益效果:能够准确预测飞行器耐撞性响应,避免了数值模拟巨大的计算时间成本,有效地获得了飞行器耐撞性设计的优化方案。
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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:CN114055858A
公开(公告)日:2022-02-18
申请号:CN202111252463.3
申请日:2021-10-27
Applicant: 湖南大学
IPC: B32B3/08 , B32B3/28 , B32B7/12 , G06F30/17 , G06F30/23 , G06F113/26 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于梯度加强筋触发的复合材料波纹夹芯结构,包括上面板、下面板、波纹夹芯以及梯度加强筋,上面板与下面板间隔设置,波纹夹芯设置于上面板与下面板之间,且波纹夹芯的波峰与上面板固定,波谷与下面板固定,梯度加强筋设置于波纹夹芯的波峰与下面板之间和/或设置于波纹夹芯的波谷与上面板之间,梯度加强筋的屈曲强度从一端至另一端呈递增式设置或者递减式设置。本发明的有益效果:吸能性能可提高50%以上;通过设置梯度加强筋,其渐进破坏模式可以限制峰值载荷的上升,更好地保护了其余零部件以及人员的安全;采用梯度加强筋,为整体结构提供了一定的横向刚度,改善了结构稳定性,从而提高了吸能效率。
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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:CN117316358A
公开(公告)日:2023-12-29
申请号:CN202311409605.1
申请日:2023-10-27
Applicant: 湖南大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/10 , G06F30/23 , G06F111/04 , G06F113/26 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开了一种复合材料结构多尺度分析方法及其应用,涉及复合材料强度、损伤、吸能分析技术领域,包括以下内容,S1、建立微观、细观和宏观模型;S2、赋予有限元模型参数;S4、边界条件设置;S5、构建损伤模型;S6、得到结构进行信息交换;S7、结果分析:通过各尺度耦合应力应变、损伤传递得到准确的预测复合材料强度,分析并揭示复合材料细、微观、宏观损伤失效过程和失效机理。本发明能够准确地捕捉各种载荷下复合材料在各个尺度的载荷响应和失效模式,为分析和理解损伤机理提供重要数据,可根据材料的性质选取与之对应的损伤判据以及损伤演化准则,可适用于各种复合材料的多尺度分析,为复合材料的设计提供重要支撑。
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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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公开(公告)号:CN119903641A
公开(公告)日:2025-04-29
申请号:CN202411848218.2
申请日:2024-12-16
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/28 , G06F30/15 , G06F17/12 , B64F5/00 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种飞行器输流管在强迫振动下的共振相互作用分析方法,属于飞行器输流管结构动力学技术领域。本方法首先建立了飞行器输流管结构模型,包括位移场模型和非线性几何关系模型;然后建立广义位移表示的飞行器输流管在强迫振动下的共振动力学模型;基于二次摄动法,开发飞行器输流管在强迫振动下的共振行为近似解;最后开展组合共振相互作用的影响分析,并建立了飞行器输流管的共振特性数据库,实现对飞行器输流管的共振特性进行综合评估和有效利用。本发明提出的分析方法可以应用于飞行器输流管在各类型强迫振动下的共振相互作用分析,对于合理设计需要保持稳定状态的飞行器输流管道系统具有重要意义。
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公开(公告)号:CN119720433A
公开(公告)日:2025-03-28
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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公开(公告)号:CN118016205B
公开(公告)日:2025-02-11
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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