[发明专利]具有规定的真实输出位移的柔顺机构拓扑优化设计方法

摘要

本发明公开了一种具有规定的真实输出位移的柔顺机构拓扑优化设计方法，以含有虚拟输入弹簧和输出弹簧模型为辅助计算，而同时以不含有虚拟输入弹簧和输出弹簧模型得到的位移场作为真实的计算目标，使得获得的柔顺机构具有规定的真实输出位移；同时引入自适应输出弹簧刚度法和自适应加权因子法，分别实现输出弹簧刚度随着给定的目标位移而自动调整其大小和自动调整两个子目标的相对权重。本发明避免了柔顺机构拓扑优化的数值不稳定现象，使得柔顺机构获得的输出位移能够达到规定的真实输出位移。

主权项

1.一种具有规定的真实输出位移的柔顺机构拓扑优化设计方法，用于柔顺机构的拓扑优化设计，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一，根据设计要求建立柔顺机构拓扑优化的初始设计域，设定柔顺机构受到的载荷工况和边界条件；/n步骤二，设置材料属性，分别建立设计域输入端和输出端添加虚拟弹簧以及输入端和输出端不添加虚拟弹簧的平衡方程；进行设计域的线性响应分析，分别得到设计域有虚拟弹簧和无虚拟弹簧的位移场；/n步骤三，利用得到的位移场构建具有规定的真实输出位移的柔顺机构拓扑优化数学模型；/n步骤四，计算柔顺机构拓扑优化问题的灵敏度；/n步骤五，求解具有规定的真实输出位移的柔顺机构拓扑优化问题，更新设计变量，判断是否满足收敛条件；如果满足收敛条件则停止循环得到最终拓扑结果，如果不满足收敛条件则继续循环直到满足收敛条件。/n