一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法技术

技术编号:42613163 阅读:70 留言:0更新日期:2024-09-03 18:19
本发明专利技术提供一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,属于工程加筋薄壁结构设计领域。其中,力流构件是一种融合传力机理的结构传力优化基本构件,被视为主应力迹线的一种拓展,以替代传统离散拓扑优化方法中偏于盲目布置的初始基结构。进一步采用聚类算法控制力流构件中筋条的分布密度和数量,并选取筋条截面参数作为优化设计变量消除了力流构件中的冗余部分同时通过优化筋条截面尺寸充分挖掘结构承载潜能,解决了传统主应力迹线设计方法所面临的困难,并为相关领域提供一种有效可行的方法。本发明专利技术有望成为工程结构中涉及加筋薄壁结构优化设计问题的最具潜力的方法之一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程加筋薄壁结构设计领域,尤其涉及一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法


技术介绍

1、加筋设计是薄壁结构轻量化设计中的重要手段,旨在实现结构的最大刚度和最小材料使用。目前主流方法包括参数化方法、拓扑优化方法和主应力迹线法。其中,参数化方法受限于设计结构所使用的参数表征形式,设计空间严重不足。相比之下,拓扑优化方法能够设计出创新构型,但其优化过程的迭代效率和收敛性易受到设计结构复杂程度的影响,同时发现拓扑优化的最优构型往往与设计域的主应力迹线相吻合。因此,主应力迹线设计作为一种最优几何设计方法被提出,直接沿主应力迹线进行材料布置以实现结构的轻量化设计。主应力迹线设计完全依托几何算法生成,无需繁复的迭代过程,能够显著提升优化效率。然而,设计域的主应力场中虽然蕴含了材料的最优布局,但是传统主应力迹线设计方法将所有的主应力迹线作为加筋布局,会产生大量的冗余设计,同时忽略了筋条的截面形状设计,难以实现最优的筋条布局设计和筋条截面的尺寸控制。


技术实现思路

1、针对加筋结构优化设计中出现的诸多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,首先,生成力流轨迹,力流轨迹是一种融合传力机理的结构传力优化基本加筋布局,作为离散拓扑优化方法中的初始基结构;然后,采用聚类算法控制力流轨迹中筋条的分布密度和数量,选取筋条截面参数作为优化设计变量,消除力流寻迹驱动的加筋布局中的冗余设计,同时通过优化筋条截面尺寸充分挖掘结构承载潜能,实现加筋薄壁结构递进式优化设计。

2.根据权利要求1所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,首先,生成力流轨迹,力流轨迹是一种融合传力机理的结构传力优化基本加筋布局,作为离散拓扑优化方法中的初始基结构;然后,采用聚类算法控制力流轨迹中筋条的分布密度和数量,选取筋条截面参数作为优化设计变量,消除力流寻迹驱动的加筋布局中的冗余设计,同时通过优化筋条截面尺寸充分挖掘结构承载潜能,实现加筋薄壁结构递进式优化设计。

2.根据权利要求1所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,所述的步骤100具体如下:

4.根据权利要求3所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,所述步骤104中,顺序迭代的规则只针对同族的离散主应力迹线,规则具体如下:

5.根据权利要求2所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,所述的步骤200具体如下:

6.根据权利要求2所述的一种力流寻迹驱动的加筋薄壁结构递进式优化设计方法,其特征在于,所述的步骤300具体如下...

【专利技术属性】
技术研发人员:金灵智王禹马书豪李龙刁俊杰郝鹏
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1