【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于结构优化相关，更具体地，涉及一种考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法。
技术介绍
1、柔性机构是一种以整体结构的弹性变形为手段，将运动、力或者能量传递或者转换到输出端的新型机构。由于其整体式的结构特性，柔性机构具有无需组装、无摩擦、节省空间等优点，在航空航天、仿生机械及机器人等领域有宽广的应用。其中，拓扑优化通过优化给定设计域中的材料分布，以达到最佳的材料布局，具有极高的设计效率和自由度，作为新型的数字化结构设计形式，被广泛应用于柔性驱动机构的设计。早期的研究多基于小变形假设，并且设计构型通常存在铰链现象。近年来，越来越多的研究开始关注几何非线性和加工工艺问题，以满足大变形工况和加工制造的需求。
2、在拓扑优化方法中，变密度法(simp，solid isotropic material withpenalization)采用在0到1之间连续变化的单元密度作为设计变量，该材料插值模型存在中、低密度单元易产生畸变问题的挑战。这种单元的过度变形导致newton-raphson迭代过程中出现切线刚度矩阵非正...
【技术保护点】
1.一种考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：新优化设计模型的目标函数为：
3.如权利要求2所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：新优化设计模型的数学表达式为：
4.如权利要求1所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：通过对柔顺机构的输入端及输出端在单位激励下的响应形变进行约束，以实现对柔顺机构的驱动性能和力学性能的灵活调控。
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【技术特征摘要】
1.一种考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：新优化设计模型的目标函数为：
3.如权利要求2所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：新优化设计模型的数学表达式为：
4.如权利要求1所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：通过对柔顺机构的输入端及输出端在单位激励下的响应形变进行约束，以实现对柔顺机构的驱动性能和力学性能的灵活调控。
5.如权利要求1所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：采用得到的新优化设计模型进行拓扑优化设计包括以下子步骤：
6.如权利要求5所述的考虑几何非线性的无铰链柔顺机构的拓扑优化设计方法，其特征在于：利用伴随法求得的目标函数j2对设计变量xe的灵敏度指数为：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：夏凉，王强，罗未知，唐跃友，周奇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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