[发明专利]一种圆柱壳加筋结构优化方法、装置、计算机和存储介质

权利要求书

1.一种圆柱壳加筋结构的优化方法，其特征在于，所述方法包括：

构建圆柱壳加筋结构的真实模型与映射模型，所述真实模型包含圆柱壳和设置于所述圆柱壳上的多个真实筋条构件，所述映射模型包含映射平板和设置于所述映射平板上的多个映射筋条构件；所述圆柱壳与所述映射平板为单满映射关系，每个所述真实筋条构件与每个所述映射筋条构件一一对应，使用真实几何参数表示每个所述真实筋条构件，使用映射几何参数表示每个所述映射筋条构件，所述真实几何参数与所述映射几何参数满足所述单满映射关系；

对所述映射模型划分映射有限元网格，将所述映射有限元网格通过所述单满映射关系的逆映射转化为真实有限元网格，对所述真实有限元网格施加载荷和约束条件，进行有限元分析，得到力学指标；

形成优化列式，所述优化列式包括目标函数、约束函数和设计变量；根据所述目标函数和所述设计变量，计算形状灵敏度；所述设计变量包括每个所述映射筋条构件的所述映射几何参数；所述目标函数、所述约束函数和所述形状灵敏度的计算中，所需要的信息来自所述力学指标和所述约束条件；

优化计算，将所述优化列式及所述形状灵敏度输入至预设的优化求解器，得到更新后的所述设计变量与更新后的所述优化列式；当所述优化列式中的所述目标函数收敛时，完成优化计算，得到优化后的所述映射模型，通过所述单满映射关系的逆映射，得到优化后的所述真实模型；当所述优化列式中的所述目标函数不收敛时，用更新后的所述设计变量中的所述映射几何参数，形成更新后的所述映射模型，并通过所述单满映射关系形成更新后的所述真实模型，再次进行所述有限元分析，再次形成所述优化列式，以及再次进行所述优化计算，直至所述优化列式中的所述目标函数收敛。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实几何参数包括所述真实筋条构件的位置、高度、长度和厚度，所述真实筋条构件的位置和所述真实筋条构件的长度由位于所述真实筋条构件两端的第一真实端点和第二真实端点表示，所述真实筋条构件之间通过所述第一真实端点和第二真实端点连接闭合；所述映射几何参数包括所述映射筋条构件的位置、高度、长度和厚度，所述映射筋条构件的位置和所述映射筋条构件的长度由位于所述映射筋条构件两端的第一映射端点和第二映射端点表示，所述映射筋条构件之间通过所述第一映射端点和第二映射端点连接闭合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当所述优化列式中的所述目标函数不收敛时，用更新后的所述设计变量中的所述映射几何参数，形成更新后的所述映射模型、并通过所述单满映射关系形成更新后的所述真实模型的过程中，还包括以下步骤：

通过所述单满映射关系将所述映射几何参数转化为所述真实筋条构件的所述真实几何参数；

构建所述真实筋条构件的厚度的惩罚函数；

根据所述真实筋条构件的厚度和所述惩罚函数得到所述真实筋条构件的修正厚度，并将所述修正厚度作为所述真实筋条构件的真实几何参数中的厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数是真实模型的柔度，所述约束函数包括真实模型的体积。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形状灵敏度包括所述真实筋条构件的五个面的灵敏度信息和所述真实筋条构件的体积灵敏度信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的优化求解器为采用梯度类算法的梯度优化求解器。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述映射模型划分映射有限元网格采用自适应网格技术。