[发明专利]适用于具有功能梯度及拉胀属性的超材料的拓扑优化方法有效
| 申请号： | 201710487046.4 | 申请日： | 2017-06-23 |
| 公开（公告）号： | CN107301295B | 公开（公告）日： | 2018-06-12 |
| 发明（设计）人： | 李好;高亮;付君健;肖蜜 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | G06F17/50 | 分类号： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 曹葆青;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明属于超材料设计相关技术领域，其公开了一种适用于具有功能梯度及拉胀属性的超材料的拓扑优化方法，其包括以下步骤：(1)采用加权法建立每层的、同时考虑微观结构拉胀属性及宏观结构刚度属性的多目标优化模型；(2)控制所述超材料结构整体在一个方向上的拉胀属性及刚度属性呈梯度形式分布；(3)计算每层设计域上的微观位移、宏观位移、以及每层微结构的等效弹性属性；(4)基于计算获得的敏度，采用优化准则法更新设计变量，进而判断所述目标函数是否收敛。上述拓扑优化方法采用加权法建立同时考虑微观结构拉胀属性及宏观结构刚度属性的多目标优化模型继而进行优化，使得优化后的超材料同时具备拉胀属性及足够的刚度。 | ||
| 搜索关键词： | 超材料 拓扑优化 多目标优化模型 功能梯度 宏观结构 微观结构 加权法 超材料结构 等效弹性 宏观位移 目标函数 设计变量 梯度形式 微观位移 优化准则 设计域 微结构 敏度 优化 收敛 更新 | ||
【主权项】：
一种适用于具有功能梯度及拉胀属性的超材料的拓扑优化方法，其特征在于，该拓扑优化方法包括以下步骤：(1)将待优化的超材料结构沿着所述超材料结构的梯度方向进行分层，并采用加权法建立每层的、同时考虑微观结构拉胀属性及宏观结构刚度属性的多目标优化模型；(2)通过每层的微结构的体积比来控制所述超材料结构整体在一个方向上的拉胀属性及刚度属性呈梯度形式分布；(3)计算每层设计域上的微观位移、宏观位移、以及每层微结构的等效弹性属性，进而计算所述多目标优化模型的目标函数及体积约束函数的敏度；(4)基于计算获得的敏度，采用优化准则法更新设计变量，进而判断所述目标函数是否收敛，若收敛，则输出最优宏微观结构构型及分布，否则转至步骤(3)。
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