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公开(公告)号：CN114722463A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210309396.2
申请日：2022-03-28
IPC分类号： G06F30/13 , G06F30/18 , G06F30/23 , G06F113/28
摘要： 一种基于各向异性材料场叠加的薄壁结构加筋设计方法，在加强筋结构表征方面，引入不同材料场来表征不同方向的直加强筋布局，通过调节不同方向的材料场来获得不同方向的加强筋布局形式，其优化结果不依赖于初始猜测，可以得到易于制造的薄壁结构优化加筋布局。在相同材料用量的情况下，通过数值模拟验证，本发明得到的整个薄壁结构的刚度得到显著提高，在均布载荷案例中可以达到22.84％。本发明对目标函数和约束函数不存在任何限制，可以处理复杂的薄壁贯通加筋设计问题，提高优化效率。本发明不依赖于具体采用的有限元仿真模型，得到的加强筋布局清晰，外表面容易提取且容易制造。因此，本发明有望成为航空航天领域中创新性和适用性较强的薄壁加筋设计方法。
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公开(公告)号：CN112257319B
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202011155375.7
申请日：2020-10-26
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F111/04 , G06F111/06
摘要： 一种基于非梯度拓扑优化的声学超材料设计方法，主要包括声学超材料单胞拓扑的少量参数描述、基于非梯度优化算法的声学超材料拓扑优化模型两部分。基于材料级数场展开策略，提出声学超材料单胞拓扑的少量参数描述方法，并建立基于非梯度优化算法的声学超材料拓扑优化模型，可适用于声学超材料的全带隙和方向性带隙的优化设计问题。本发明通过少量独立设计变量，实现复杂声学超材料单胞结构的拓扑表征与材料性能的映射，降低声学超材料单胞拓扑优化计算量，可有效克服声学超材料设计中的局部最优解困难，适用于全带隙、方向性带隙等多种功能声学超材料优化设计问题；且不需要带隙特性的灵敏度信息，可实现任意阶带隙的声学超材料优化设计。
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公开(公告)号：CN110609975B
公开(公告)日：2023-02-17
申请号：CN201910891419.3
申请日：2019-09-20
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F17/15
摘要： 一种基于Kriging代理模型的并行计算全局优化方法，即PEI‑R算法，属于全局优化算法技术领域。本发明利用代理模型方法配合并行加点准则，实现高效高精度的全局优化计算。通过一种P‑EI准则选取主样本和局部采样策略增加算法计算效率，以设计域缩减策略提高算法精度。该方法能够利用计算机多核并行能力，实现高效并行计算，与传统EI序列加点准则相比效率可以提高3倍，精度提高至少一个量级。该方法通用性好目标函数计算次数少，不仅适用于常规优化问题，还适用于无法获得梯度的复杂工程及多学科优化问题求解。
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公开(公告)号：CN106897491B
公开(公告)日：2020-03-17
申请号：CN201710035784.5
申请日：2017-01-19
申请人： 大连理工大学
摘要： 一种抑制矩形膜受拉产生褶皱的结构设计方法，属于电子领域和航空航天领域。基于拓扑优化技术，以结构刚度最大化为优化目标，以矩形膜面内最小主应力的极小值大于零为优化应力约束，以矩形膜优化结构面积小于许用面积为优化面积，以膜单元密度值为设计变量，提出受拉无褶皱的最优构型。基于优化结果，提出膜受拉无皱的几何设计方案，给出几何设计方案关键参数的许用范围，有利于数字化CAD实现。本发明提出的膜最优设计，可有效抑制和消除膜在受拉时产生的褶皱，从而达到膜受拉无皱的目的。本发明只对膜结构形状进行修改，易于实现，无需辅助结构和额外控制，投入成本低且可操作性强。本发明提出的结构设计方案，能满足苛刻的膜表面光滑度要求。
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公开(公告)号：CN106777768A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710011463.1
申请日：2017-01-09
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F17/50
CPC分类号： G06F17/5018 , G06F17/5095
摘要： 本发明公开了一种用于消除薄膜结构拉伸褶皱的优化设计方法，解决了宏观薄膜结构和石墨烯结构在拉伸荷载作用下容易产生褶皱现象的问题。在平面有限元分析基础上，通过约束每个单元的最小主应力为正值，调控薄膜结构的主应力分布，采用拓扑优化技术对薄膜材料分布进行设计，进而获得带有曲线边界或孔洞的结构形式，以达到完全消除褶皱的目的。这种方式保证了对褶皱的完全消除，可实现复杂薄膜结构外形和孔洞的精确定位，优化设计的自动化程度高，将保证薄膜结构无皱化创新设计的研发效率。
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公开(公告)号：CN106777768B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN201710011463.1
申请日：2017-01-09
申请人： 大连理工大学
摘要： 本发明公开了一种用于消除薄膜结构拉伸褶皱的优化设计方法，解决了宏观薄膜结构和石墨烯结构在拉伸荷载作用下容易产生褶皱现象的问题。在平面有限元分析基础上，通过约束每个单元的最小主应力为正值，调控薄膜结构的主应力分布，采用拓扑优化技术对薄膜材料分布进行设计，进而获得带有曲线边界或孔洞的结构形式，以达到完全消除褶皱的目的。这种方式保证了对褶皱的完全消除，可实现复杂薄膜结构外形和孔洞的精确定位，优化设计的自动化程度高，将保证薄膜结构无皱化创新设计的研发效率。
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公开(公告)号：CN110110413B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN201910341472.6
申请日：2019-04-26
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F30/17 , G06F30/27 , G06F111/04
摘要： 一种基于材料场缩减级数展开的结构拓扑优化方法，解决传统密度法拓扑优化，由于设计变量过多、需要相对密度或灵敏度过滤措施等产生的计算效率低下问题。通过定义一种考虑相关性的有界材料场，采用谱分解方法变换为一系列待定系数的线性组合，并以这些待定系数作为设计变量，基于单元密度插值模型构建优化模型，采用梯度类或非梯度类优化算法对拓扑优化问题进行求解，进而高效率获得带有清晰边界的拓扑构型。该方法能够大幅度减少密度法拓扑优化中的设计变量个数，同时具有完全避免网格依赖性和棋盘格式问题的天然优势。该方法还继承了密度法形式简单，便于工程化推广等优点，优化求解速度快，将保证复杂装备结构创新拓扑设计的研发效率。
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公开(公告)号：CN114692447A
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202210246713.0
申请日：2022-03-14
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F30/23
摘要： 本发明提供一种基于压电结构的星载天线反射器形面精度主动控制方法，属于航空航天反射器形面高精度控制技术领域。本发明在结构设计方面，采用加筋结构内嵌压电杆作为作动器；在控制算法方面，将整个反射器上所有有限元节点上面外位移幅值之和作为目标函数。本发明，首先基于承载与作动器一体化结构设计，建立一个同时优化电压取值与电压分布相耦合的优化问题模型，采用一个有界空间场来描述电压的分布，并将离散设计变量转化为连续型参数变量，并基于Kriging代理模型的优化算法得出最优有界空间场。最终，将最优有界空间场映射回原设计空间，得到最优电压分布形式。本发明可以处理复杂的星载天线反射器主动控制问题，计算成本较小、计算效率显著提高。
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公开(公告)号：CN110852011A
公开(公告)日：2020-02-28
申请号：CN201911085797.9
申请日：2019-11-08
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F30/23
摘要： 一种基于序列Kriging代理模型的结构非梯度拓扑优化方法，属于属于结构与多学科优化设计领域，主要包括设计域材料场的缩减级数展开、非梯度拓扑优化模型建立和序列Kriging代理模型算法求解三部分内容。本发明通过材料场函数的缩减级数展开，有效减少拓扑优化问题设计变量，使用带有自适应设计空间调整策略的序列Kriging代理模型算法，可以有效求解50个设计变量以内由材料场描述的拓扑优化问题。本方法不需要性能函数设计灵敏度信息，适合于解决复杂多场耦合、多学科和高非线性的拓扑优化问题；不仅继承了密度法拓扑优化的简单形式，还能使拓扑结构边界清晰光滑，便于集成各种商用和自研有限元软件，是一种便于推广和工程应用的拓扑优化方法。
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公开(公告)号：CN110609975A
公开(公告)日：2019-12-24
申请号：CN201910891419.3
申请日：2019-09-20
申请人： 大连理工大学
IPC分类号： G06F17/15
摘要： 一种基于Kriging代理模型的并行计算全局优化算法，即PEI-R算法，属于全局优化算法技术领域。本发明利用代理模型方法配合并行加点准则，实现高效高精度的全局优化计算。通过一种P-EI准则选取主样本和局部采样策略增加算法计算效率，以设计域缩减策略提高算法精度。该方法能够利用计算机多核并行能力，实现高效并行计算，与传统EI序列加点准则相比效率可以提高3倍，精度提高至少一个量级。该方法通用性好目标函数计算次数少，不仅适用于常规优化问题，还适用于无法获得梯度的复杂工程及多学科优化问题求解。
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