浙江工业大学彭翔获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法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:CN117954007B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09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:202311832005.6,技术领域涉及:G16C60/00;该发明授权一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法是由彭翔;尚超凡;姜少飞;李吉泉设计研发完成,并于2023-12-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法。方法包括:使用SIMP法对各向同性材料进行一次拓扑优化,获得优化单元密度;进行模糊处理获得模糊单元密度,进行有限元分析获得主应力方向,赋予各向异性材料属性,使用改进SOMP法进行二次拓扑优化,使用高斯函数对单元密度灵敏度和纤维角度进行过滤,获得优化后的单元密度和纤维角度。本发明对一次拓扑优化结果进行模糊处理,并获得主应力方向,扩大了优化空间,并大幅降低生成局部最优解的风险;在二次并行优化中,采用适用于各向异性材料的编号方法,并使用高斯函数进行过滤,降低灰度单元的数量,提高了纤维角度的连续性,最终提高了并行优化结构的力学性能和可制造性。
本发明授权一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于高斯函数过滤的复合材料二次拓扑优化方法,其特征在于,包括: 1使用固体正交各向同性材料惩罚方法SIMP对各向同性材料的拓扑结构进行第一次拓扑优化,将第一次拓扑优化后的各向同性材料的拓扑结构进行模糊处理后获得各个网格单元的模糊单元密度值;将模糊处理后的各向同性材料的拓扑结构进行有限元分析后获得其中各个网格单元的主应力方向作为纤维角度值;然后将各向同性材料的拓扑结构赋予正交各向异性材料属性从而获得各向异性材料的拓扑结构; 2使用加入了高斯函数过滤法的改进的固体正交各向异性材料惩罚方法SOMP对各向异性材料的拓扑结构进行第二次拓扑并行优化,使用高斯函数过滤法分别对各向异性材料的拓扑结构的各个网格单元的单元密度灵敏度和纤维角度进行过滤,第二次拓扑并行优化后最终获得第二次拓扑并行优化后的各向异性材料的拓扑结构及其各个网格单元的最终优化单元密度值和优化纤维角度值,完成复合材料的二次拓扑优化; 所述的各向异性材料的拓扑结构的每个网格单元的模糊单元密度值在第二次拓扑并行优化时,针对每个网格单元的模糊单元密度值,首先使用原始的固体正交各向异性材料惩罚方法SOMP对网格单元的模糊单元密度值进行优化,然后使用高斯函数过滤法对优化后的网格单元的模糊单元密度灵敏度值进行过滤; 所述的各向异性材料的拓扑结构的每个网格的纤维角度值在第二次拓扑并行优化时,首先使用原始的固体正交各向异性材料惩罚方法SOMP进行优化,然后使用高斯函数过滤法对优化后的网格单元的纤维角度值进行过滤,使用3x3高斯核函数对各个网格单元的纤维角度值进行遍历卷积计算后获得网格单元的纤维角度值的第二高斯核函数,然后进行迭代处理,在每次迭代中,使用第二高斯核函数对每个网格单元的纤维角度值进行过滤以更新纤维角度值。
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