申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2022-03-28

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114781205B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G16C60/00;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.08.09#实质审查的生效;2022.07.22#公开

摘要：本发明公开了一种结构拓扑优化模型的灵敏度分析方法及应用，属于结构优化设计领域；在本发明所提供的一种灵敏度分析方法中，基于B样条函数张量积分解的特性，将传统的多维度隐式过滤器权重矩阵分解为几个单一维度的子权重矩阵进行计算。在本发明所提供的另一种灵敏度分析方法中，基于工程结构所划分网格的每个方向上的网格数量以及最小过滤半径，得到每个参数单元方向上的子权重矩阵。各个方向上的子权重矩阵通过Kronecker矩阵乘积法可以得到整体的过滤器权重矩阵，从而实现了权重矩阵的等效表达。本发明无需对每一个单元的敏度过滤器权重矩阵进行计算，仅需要计算各个维度方向上的子权重矩阵即可，存储效率高，且计算效率较快。

主权项：1.一种结构拓扑优化模型的灵敏度分析方法，其特征在于，所述结构拓扑优化模型以工程结构分析网格中所有分析网格单元的应变能之和为目标函数、所有分析网格单元的材料体积之和为体积约束函数构建得到，其优化设计变量为分析网格的B样条控制点坐标位置的材料密度；所述灵敏度分析方法包括：将工程结构各分析网格单元的应变能按照其在分析网格中的位置进行行排列整合，得到分析网格的应变能矩阵C；计算分析网格的应变能矩阵C关于单元中心点密度值的偏导，得到目标函数关于单元中心点密度值的偏导矩阵dC1；将各分析网格单元的材料体积对其中心点密度的导数值按照其在分析网格中的位置进行排列整合，得到体积约束函数关于单元中心点密度值的偏导矩阵dV1；采用基于张量积分解法转变后的目标函数关于优化设计变量的偏导矩阵表达式计算得到目标函数关于每个优化设计变量的偏导值；采用基于张量积分解法转变后的体积约束函数关于优化设计变量的偏导矩阵表达式计算得到体积约束函数关于每个优化设计变量的偏导值；其中，Hm为分析网格在第m个参数方向上的子权重矩阵；m＝1,2,…,M；M为参数方向的数量，取值为2或3；Hm的行数为第m个参数方向上B样条函数的个数，列数为第m个参数方向上的分析网格单元的个数；Hm第r行第c列的元素Hmr,c为第m个参数方向上的第r个B样条函数和第c个分析网格单元所对应的B样条函数值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华中科技大学 一种结构拓扑优化模型的灵敏度分析方法及应用

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