[发明专利]一种确定多相双模量材料布局问题体积约束的方法

权利要求书

1.一种确定多相双模量材料布局问题体积约束的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立设计域的有限元模型，初始化算法中的参数，令外迭代编号N_out＝1；

步骤2、经步骤1后，定义优化模型，按照当前设计变量及约束条件初始化优化问题；

步骤3、经步骤2后，对第i次优化问题寻找当前体积约束下多相双模量材料最优布局；

步骤4、经步骤3后，判断拉、压区域材料分布，若所有材料的体积约束满足拉、压区域分离，则继续进行下一步，即转入步骤5；反之，则令N_out＝N_out+1，调整双模量材料体积率，更新结构，返回到步骤2；

步骤5、停止并保存，完成优化；

所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、建立设计域的有限元模型，初始化算法中的参数，对材料按照拉模量的大小进行降序排列，使其弹性模量满足如下关系：

E₁＞E₂；

步骤1.2、经步骤1.1后，按照工程给定的材料体积率范围定义双模量材料体积率初值，令拉模量较强材料体积率为V_T，压模量较强材料体积率为V_C；

所述步骤4具体按照以下步骤实施：

步骤4.1、对优化完成的结构进行后处理，按照当前体积率及每个单元中所含各材料的百分比，过滤掉每个单元中的次要材料，使每个单元仅填充一种实体材料；

步骤4.2、经步骤4.1后，在设计域内对所有单元进行搜索，判断单元处于受拉状态、受压状态、还是复杂应力状态，并进行标记；

步骤4.3、经步骤4.2后，对受拉区域所有单元判断，若存在抗压模量较强材料，则标记，标出受拉区抗压材料总体积V_T-C；

对受压区域所有单元判断，若存在抗拉模量较强材料，则标记，标出受压区抗拉材料总体积V_C-T；

步骤4.4、经步骤4.3后，判断若V_T-C＝V_C-T＝0，则进入下一步，即进入步骤5；否则，判断若V_T-C0，则减少抗压材料体积率V_T-C/2，使抗压材料体积率为V_T＝V_T-V_T-C/2，若V_C-T0，则减少抗拉材料体积率V_C-T/2，使抗拉材料体积率为V_T＝V_T-V_T-C/2。