[发明专利]增材制造中连通结构的拓扑优化设计方法在审
| 申请号： | 201910056048.7 | 申请日： | 2019-01-22 |
| 公开（公告）号： | CN109783950A | 公开（公告）日： | 2019-05-21 |
| 发明（设计）人： | 张卫红;周璐;高彤 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | G06F17/50 | 分类号： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人： | 王鲜凯 |
| 地址： | 710072 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 孔洞特征 连通结构 拓扑优化 孔洞 设计域 温度场分析 后处理 工程设计 结构边界 密度单元 模型重构 驱动结构 设计变量 实体设计 拓扑布局 计算量 中心点 封闭 光滑 连通 收敛 制造 变形 膨胀 融合 移动 | ||
【权利要求书】：
1.一种增材制造中连通结构的拓扑优化设计方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、实体区域初始分布m个孔洞特征，并且孔洞特征的中心点全部位于实体区域的边界上；
步骤二、利用KS函数得到整体结构的水平集函数Φ；
式中，vi为第i个孔洞特征的水平集函数；ln和e为自然对数和自然指数计算，p为KS函数的参数，且p>0，代表布尔并操作，负号代表特征是孔洞特征；
步骤三、采用固定网格将实体区域离散，同时定义载荷和边界条件；
步骤四、定义拓扑优化问题为：
Min J＝FU
式中J，V和表示结构的柔顺度，总体积和最大体积约束；K、F和U分别表示结构的总体刚度矩阵，总体载荷向量和位移向量；Ω表示实体区域，H是指Heaviside函数，用来筛选参与计算的积分点，x是积分点的坐标；是设计变量向量，包括了优化问题中所有的设计变量,dt表示第t个设计变量，它的上限和下限分别是
步骤五、对上面建立的模型进行一次有限元分析，分别对目标函数和约束函数进行灵敏度分析；选取优化算法GCMMA进行优化设计，得到最优化结果。
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