基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法技术

本发明专利技术属于结构优化设计技术领域，具体涉及基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，包括步骤S1：对给定的复杂壳体结构，采用计算共形映射技术进行处理，得到映射过程、逆过程以及参数域；S2：根据设计变量向量，布置形貌组件；S3：基于拓扑描述函数方法构造平面形貌场函数；S4：基于逆映射过程，形成曲面上的嵌入式形貌描述；S5：根据具体设计问题构造优化列式与求解框架，提交结构数值分析并提取计算结果；S6：进行灵敏度分析并求解速度场；S7：根据灵敏度、目标函数判断优化进程达到收敛；S8：迭代停止，进一步的指标校核。本发明专利技术基于新式的样条组件描述来高效地参数化形貌函数，使得能够以较少的设计变量描述复杂的曲面形貌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于结构优化设计，具体涉及基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法。

技术介绍

1、壳体结构是自然界与工程领域最常见和高效的结构元素之一，比如细胞壁、微观胶囊、仿生设计、建筑桥梁、航空航天等。壳体结构的优越性能主要来源于其细长、弯曲的几何，这使它们在提供有效保护的同时，能够高效地承受外部荷载。然而在实际应用中，壳体结构通常遭受极端的服役环境以及复杂的荷载条件。因此，针对壳体结构设计的研究长期以来一直是一个重要的研究焦点，主要分为四种类别：尺寸优化，形状优化，拓扑优化以及加筋优化。

2、壳体形状优化的内容十分直接，即调整具体的几何尺寸，诸如高度、宽度和厚度等。形状优化包含两类技术：

3、一方面，cad类方法采用样条模型，尤其是用来描述自由曲面的nurbs表达，来对壳体结构进行几何建模；在这里相应的优化设计变量即为建模所用的参数，不同于尺寸优化，cad类形状优化方法的设计对象虽然控制形状，但并不代表具体的几何尺寸；

4、另一方面，结点类方法(也称为顶点类/非cad类方法)利用有限元离散种的结点坐标作为设计变本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤S1包括：

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤S2采用新式的样条组件描述来高效地参数化形貌函数，基于示性函数φi(u，v)的定义来处理形貌描述中高度变化的复杂性和扰动区域边界的复杂性，具体如下：

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤S3引入移动可变形组件法来逼近最...

【技术特征摘要】

1.基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤s1包括：

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤s2采用新式的样条组件描述来高效地参数化形貌函数，基于示性函数φi(u，v)的定义来处理形貌描述中高度变化的复杂性和扰动区域边界的复杂性，具体如下：

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤s3引入移动可变形组件法来逼近最优平面形貌函数，具体如下：

5.根据权利要求1所述的基于嵌入式样条组件的复杂壳体结构显式形貌优化方法，其特征在于：所述步骤s4采用曲面的构型s代表设计的壳体的中面，对曲面上任意一点x基于其所在位置的单位法向量n(x)进行形貌...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭，刘畅，霍文栋，张维声，杜宗亮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：