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公开(公告)号：CN111950091A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010850063.1
申请日：2020-08-21
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/23 , G06F111/08 , G06F113/26 , G06F119/02 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种基于区间不确定性的复合材料层合板结构非概率可靠性拓扑优化方法。该方法首先通过一阶剪切变形理论获取复合材料层合板的单元弹性矩阵，从而得到不同铺层角度和厚度下的层合板材料性能；考虑外载荷、材料属性、刚度许用值等参数的不确定性，基于区间集合可靠性模型，建立非概率可靠性指标；利用伴随向量法求解非概率可靠性对设计变量的灵敏度；运用基于梯度信息的MMA算法更新设计变量，迭代优化直至获得最佳拓扑构型。本发明在进行复合材料层合板结构拓扑优化的过程中合理表征了不确定性对结构构型的综合影响，结构的轻量化、安全性能以及经济性都得到有效提升。
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公开(公告)号：CN107908900B
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201711287561.4
申请日：2017-12-07
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种基于凸模型不确定性的连续体结构非概率可靠性拓扑优化方法。以凸模型描述优化模型的不确定性参数，由设计域节点位移响应建立非概率可靠性指标；建立可靠性位移差作为新的可靠性指标改善原非概率可靠度指标对设计变量求灵敏度的缺陷；利用了复合函数求导法则、伴随向量法以及有限差分法求解可靠性位移差对设计变量的灵敏度；运用移动渐近线(MMA)算法更新设计变量，迭代优化直至获得最优设计方案。本发明在进行可靠性拓扑优化设计过程中合理表征了以凸模型描述的不确定性参数对连续体结构性能的影响，在实现重量最小的优化目标的前提下，结构的安全性能以及经济性都得到有效提升。
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公开(公告)号：CN108875125B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN201810391007.9
申请日：2018-04-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种位移和全局应力混合约束下的连续体双材料结构拓扑优化方法，该方法首先依据变密度方法进行双材料拓扑优化问题的设计变量描述，对每个单元设置两个设计变量，然后运用密度过滤方法对两个设计变量分别进行密度过滤得到单元对应的两个伪密度，在ε应力松弛法的基础上，提出双材料应力松弛法则来构建单元的应力约束准则；利用应力综合函数对应力进行综合，得到全局应力约束函数，并运用伴随向量法和复合函数求导法则求解全局应力约束函数的灵敏度；最后运用移动渐进方法对优化问题进行求解，迭代计算直至满足相应的收敛性条件，得到满足约束的最优设计方案。本发明能够确保得到满足位移和全局应力混合约束条件的双材料拓扑构型，并可实现有效减重。
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公开(公告)号：CN108875125A
公开(公告)日：2018-11-23
申请号：CN201810391007.9
申请日：2018-04-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种位移和全局应力混合约束下的连续体双材料结构拓扑优化方法，该方法首先依据变密度方法进行双材料拓扑优化问题的设计变量描述，对每个单元设置两个设计变量，然后运用密度过滤方法对两个设计变量分别进行密度过滤得到单元对应的两个伪密度，在ε应力松弛法的基础上，提出双材料应力松弛法则来构建单元的应力约束准则；利用应力综合函数对应力进行综合，得到全局应力约束函数，并运用伴随向量法和复合函数求导法则求解全局应力约束函数的灵敏度；最后运用移动渐进方法对优化问题进行求解，迭代计算直至满足相应的收敛性条件，得到满足约束的最优设计方案。本发明能够确保得到满足位移和全局应力混合约束条件的双材料拓扑构型，并可实现有效减重。
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公开(公告)号：CN108763778A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810544826.2
申请日：2018-05-31
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种实体材料和类桁架微结构材料一体化非概率可靠性拓扑优化方法。通过材料的弹性常数间接实现实体材料和类桁架微结构材料的双材料插值模型的建立；由应变能等效方法获得与材料在宏观层面刚度性能等效的微观层面类桁架微结构的弹性常数；以区间模型描述优化模型参数的不确定性，建立可靠性位移为非概率可靠性指标；利用伴随向量法求解可靠性位移对设计变量的灵敏度；运用MMA算法更新设计变量，迭代优化直至获得最优设计方案。本发明在进行连续体结构拓扑优化过程中有效实现了实体和类桁架微结构材料一体化设计，合理表征了以区间模型描述的不确定性参数对结构性能的影响，结构的轻量化、安全性能以及经济性都得到有效提升。
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公开(公告)号：CN108009381A
公开(公告)日：2018-05-08
申请号：CN201711419513.6
申请日：2017-12-25
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种位移和全局应力混合约束下的连续体结构非概率可靠性拓扑优化方法，该方法首先采用密度过滤方法由设计变量得到单元密度，然后运用松弛法则计算结构的位移和应力，并利用应力综合函数约束对全局应力进行处理，接着利用顶点组合法得到位移和应力综合函数的上下界；采用优化特征位移代替非概率可靠性指标来解决收敛性问题，并运用伴随向量法和复合函数求导法则求解优化特征位移的灵敏度；最后运用移动渐进方法进行迭代计算，直至满足相应的收敛性条件，得到满足可靠度约束的最优设计方案。本发明在进行拓扑优化设计过程中合理表征了不确定性对连续体结构刚度和强度性能的影响，并可实现有效减重，确保设计本身兼顾安全性和经济性。
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公开(公告)号：CN107908900A
公开(公告)日：2018-04-13
申请号：CN201711287561.4
申请日：2017-12-07
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F17/50
CPC分类号： G06F17/5086
摘要： 本发明公开了一种基于凸模型不确定性的连续体结构非概率可靠性拓扑优化方法。以凸模型描述优化模型的不确定性参数，由设计域节点位移响应建立非概率可靠性指标；建立可靠性位移差作为新的可靠性指标改善原非概率可靠度指标对设计变量求灵敏度的缺陷；利用了复合函数求导法则、伴随向量法以及有限差分法求解可靠性位移差对设计变量的灵敏度；运用移动渐近线(MMA)算法更新设计变量，迭代优化直至获得最优设计方案。本发明在进行可靠性拓扑优化设计过程中合理表征了以凸模型描述的不确定性参数对连续体结构性能的影响，在实现重量最小的优化目标的前提下，结构的安全性能以及经济性都得到有效提升。
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公开(公告)号：CN108009381B
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN201711419513.6
申请日：2017-12-25
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/10 , G06F119/02 , G06F111/04 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种位移和全局应力混合约束下的连续体结构非概率可靠性拓扑优化方法，该方法首先采用密度过滤方法由设计变量得到单元密度，然后运用松弛法则计算结构的位移和应力，并利用应力综合函数约束对全局应力进行处理，接着利用顶点组合法得到位移和应力综合函数的上下界；采用优化特征位移代替非概率可靠性指标来解决收敛性问题，并运用伴随向量法和复合函数求导法则求解优化特征位移的灵敏度；最后运用移动渐进方法进行迭代计算，直至满足相应的收敛性条件，得到满足可靠度约束的最优设计方案。本发明在进行拓扑优化设计过程中合理表征了不确定性对连续体结构刚度和强度性能的影响，并可实现有效减重，确保设计本身兼顾安全性和经济性。
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公开(公告)号：CN108763778B
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN201810544826.2
申请日：2018-05-31
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F30/18 , G16C60/00 , G06F111/10 , G06F119/02
摘要： 本发明公开了一种实体材料和类桁架微结构材料一体化非概率可靠性拓扑优化方法。通过材料的弹性常数间接实现实体材料和类桁架微结构材料的双材料插值模型的建立；由应变能等效方法获得与材料在宏观层面刚度性能等效的微观层面类桁架微结构的弹性常数；以区间模型描述优化模型参数的不确定性，建立可靠性位移为非概率可靠性指标；利用伴随向量法求解可靠性位移对设计变量的灵敏度；运用MMA算法更新设计变量，迭代优化直至获得最优设计方案。本发明在进行连续体结构拓扑优化过程中有效实现了实体和类桁架微结构材料一体化设计，合理表征了以区间模型描述的不确定性参数对结构性能的影响，结构的轻量化、安全性能以及经济性都得到有效提升。
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