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龙图腾网获悉江苏鑫福电力科技有限公司申请的专利一种电力铁附件轻量化优化方法及其系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120046390B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510537700.2，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种电力铁附件轻量化优化方法及其系统是由方生华设计研发完成，并于2025-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种电力铁附件轻量化优化方法及其系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种电力铁附件轻量化优化方法及其系统，涉及电力系统设备技术领域，包括利用传感器采集铁附件所处的环境数据和初始结构数据并进行预处理；基于初始结构数据构建拓扑优化模型并对铁附件的结构进行拓扑优化；根据拓扑优化后的结构数据生成最优材料分布方案；根据环境数据对最优材料分布方案进行调整。本发明基于初始结构数据构建拓扑优化模型，可对铁附件结构进行深度优化，能找到更合理的结构形式，在保证强度和稳定性前提下，减少材料使用，通过拓扑优化，可去除不必要材料，减轻重量同时不降低承载能力，能使材料在铁附件中分布更科学，可显著提升铁附件性能。

本发明授权一种电力铁附件轻量化优化方法及其系统在权利要求书中公布了：1.一种电力铁附件轻量化优化方法，其特征在于：包括： 利用传感器采集铁附件所处的环境数据和初始结构数据并进行预处理； 所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、振动传感器、应力传感器、应变传感器以及三维扫描仪； 所述环境数据包括温度、湿度、风速、风向、振动频率以及振动幅度； 所述初始结构数据包括几何形状、尺寸参数、材料属性、结构连接方式、载荷条件、边界条件以及制造工艺信息； 基于所述初始结构数据构建拓扑优化模型并对铁附件的结构进行拓扑优化； 所述构建拓扑优化模型的具体步骤如下： 根据所述几何形状和尺寸参数建立三维参数化模型，采用有限元网格划分技术对设计域进行离散化处理； 将材料属性与载荷条件、边界条件相结合，建立以刚度最大化为目标函数、质量分数为约束条件的拓扑优化模型； 引入制造工艺约束参数，包括最小特征尺寸约束和对称性约束，构建优化方程； 所述优化方程的具体公式如下： ； 其中，为铁附件结构的综合优化指标；为电力铁附件结构的柔度；为电力铁附件结构的总质量；为质量权重系数；为第个应力分量的权重系数；为第个应力分量；为第个应力分量的极限值；为温度影响权重系数；为第种环境温度；为参考温度；为应力分量总数；为温度工况总数； 所述铁附件结构的综合优化指标的具体情况如下： 当铁附件结构的综合优化指标大于第一阈值时，则说明结构性能不达标，需进一步分析：若柔度项占主导，则增加关键部位的材料密度；若质量项占主导，则减少非承重区域的材料密度；若应力温度项占主导，则调整材料分布或更换耐高温高强度材料； 当铁附件结构的综合优化指标小于第一阈值并大于第二阈值时，则说明结构满足基本要求，但存在优化空间，输出当前材料分布方案，标记为“可接受但非最优”，进一步分析：若柔度项占主导，则对铁附件的结构进行灵敏度分析，确定对柔度影响最大部位的材料，针对灵敏度分析中确定的关键单元，对其进行材料减量化处理；若质量项占主导，则使用轻量化材料代替原有的材料，降低质量项的权重系数；若应力项占主导，则增加应力集中区域的材料厚度或采用纤维增强复合材料，通过有限元分析定位高应力区，重新分配材料以形成更合理的载荷传递路径；若温度项占主导，则在高温区嵌入高导热材料，设计微通道水冷系统，通过冷却液循环带走热量，表面喷涂高反射率涂层； 当铁附件结构的综合优化指标小于第二阈值时，则说明铁附件结构在刚度、质量、应力和温度约束间达到最优平衡，铁附件结构质量最小化，且在极端温度和载荷下仍有安全裕度，输出最终优化方案； 根据所述拓扑优化后的结构数据生成最优材料分布方案； 根据所述环境数据对最优材料分布方案进行调整； 所述对最优材料分布方案进行调整的具体步骤如下： 识别热点区域和冷脆区域，并计算温度梯度，定位温度剧变区域； 根据风速计算临界风速，确定迎风面风压分布； 在热点区域局部增加材料密度，在冷脆区域增加实体材料； 在湿度区域涂覆合金镀层； 在振动敏感部位安装磁流变阻尼器，生成仿生导流板结构； 所述计算温度梯度具体公式如下： 其中，为调整后单元密度；为初始单元密度；为温度敏感系数；为当前温度；为安全温度阈值。

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