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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计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：CN119047172B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25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：202411143785.8，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计方法是由戴凯瑶;方炫木;何嘉年设计研发完成，并于2024-08-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计方法，基于得到的所有单元的参数数据，再结合设置的大跨度空间桥梁结构模型的参数，求取单元灵敏度函数；接着通过单元灵敏度函数求取待优化区域内所有单元的单元灵敏度，并求取灵敏度阈值；最后基于灵敏度阈值对待优化区域进行优化。本发明可避免出现分析数值输出不稳定、导致数值误差或算法失效等情况。将大跨度空间桥梁结构模型设置为两部分区域，一部分区域为模型不可设计域，另一部分区域为模型可设计域，修改了体积分数和设计变量的关系，使得大跨度空间桥梁结构优化更加精确。通过numpy库内的函数量化所有单元的参数数据，可大大提高对单元节点滤波函数的计算速度。

本发明授权基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计方法在权利要求书中公布了：1.基于双向渐进拓扑优化的大跨度空间桥梁结构设计方法，其特征在于，包括： S1、建立大跨度空间桥梁结构模型； 其中，将大跨度空间桥梁结构模型设置为两部分区域，一部分区域为模型不可设计域，另一部分区域为模型可设计域，并使用网格划分技术离散优化模型不可设计域和模型可设计域，将两区域分别划分成若干个六面体；模型不可设计域和模型可设计域通过Tie约束连接起来组成待优化区域； S2、设置大跨度空间桥梁结构模型的参数； S3、将大跨度空间桥梁结构模型导入到abaqus软件中进行有限元分析，得到构成大跨度空间桥梁结构模型的所有单元的参数数据； S4、基于得到的构成大跨度空间桥梁结构模型的所有单元的参数数据，再结合设置的大跨度空间桥梁结构模型的参数，求取单元灵敏度函数，并计算目标函数总外力功； S5、通过单元灵敏度函数求取待优化区域内所有单元的单元灵敏度，并求取灵敏度阈值； S6、基于灵敏度阈值对待优化区域进行优化； S7、结合目标函数总外力功求取性能指标； S8、重复步骤S3至步骤S7，当优化区域的结构满足性能指标的变化量，则停止优化迭代，从而得到优化后的大跨度空间桥梁结构； 建立大跨度空间桥梁结构的模型时，还包括： 设置模型可设计域与的不可设计域尺寸和材料的杨氏模量与泊松比；设置模型不可设计域，模拟桥面，将两边短边施加全约束固定； 将桥面划分成若干个等面积平面，对称施加静荷载，施加若干个分析部模拟移动荷载在桥面行驶的情况； 求取单元灵敏度函数，包括： 求取节点灵敏度，公式如下： 其中，M为连接到第j个节点的单元总数；ωi为第i个单元的权重因子，且rij为第i个单元的中心与第j个节点之间的距离，单元越接近节点时，占节点灵敏度的权重越高，设置过滤半径rmin确定第i个单元周围覆盖的节点；αe为所有单元的单元灵敏度的平均值； 将节点灵敏度投影到子域，使节点灵敏度转换为平滑的单元灵敏度，从而得到单元灵敏度函数： 子域的大小不会随着网格的大小改变，αi为位于子域Ω1的节点计算第i个单元的灵敏度；K为子域Ω1节点总数；ηi为权重因子；ωrij为原始灵敏度的权函数。

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