【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料结构一体的拓扑设计-增材制造一体化，特别涉及一种基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法。
技术介绍
1、轻量化设计是先进装备结构设计的永恒主题。拓扑优化作为概念设计阶段的一种设计方法，可以提高材料利用率，获得最佳的传力路径，是轻量化设计的有效手段。设计与制造的一体化以及材料与结构的一体化是结构设计的重要内容，越来越受到关注。由于其强大的设计和制造能力，增材制造和拓扑优化技术已广泛应用于航空、航天、汽车、医疗和其他领域。特别是双尺度并发拓扑优化扩展了设计空间，能够更好地满足结构设计的多功能需求。近年来，拓扑优化技术发展迅速，并不断用于结构、流体、传热和多场耦合问题。水平集方法作为一种典型的边界驱动方法，越来越受到工业界和学术界的关注。
2、水平集法最初是图像处理中的关键技术，后来被引入到拓扑优化问题中实现了不同于密度类优化方法的拓扑优化新方法，水平集法的优势是可以保持设计结果具有清晰的构型、不存在灰度单元和棋盘格现象、具有良好的数值稳定性，水平集法也不断应用到航空航天重要结构的拓扑优化设计中。在跨尺度...
【技术保护点】
1.一种基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤一中的以双尺度水平集函数的径向基函数系数为设计变量，构建双尺度拓扑优化模型包括如下公式计算过程：
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤二中的对当前状态的跨尺度结构进行宏细观有限元分析，然后基于形状导数原理计算双尺度拓扑优化模型中目标函数和约束条件关于双尺度水平集函数时间变量的灵敏度，更新双尺度水平集函数进而驱动跨尺度结构构型更新，然...
【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤一中的以双尺度水平集函数的径向基函数系数为设计变量，构建双尺度拓扑优化模型包括如下公式计算过程：
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤二中的对当前状态的跨尺度结构进行宏细观有限元分析，然后基于形状导数原理计算双尺度拓扑优化模型中目标函数和约束条件关于双尺度水平集函数时间变量的灵敏度，更新双尺度水平集函数进而驱动跨尺度结构构型更新，然后判断更新后的跨尺度结构是否满足拓扑优化的收敛条件，如果满足则得到拓扑优化设计结果，如果不满足则继续进行有限元分析和灵敏度分析并更新设计变量直到满足收敛条件，包括：
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤三“针对双尺度拓扑优化模型，进行图像处理，给定双尺度水平集函数分辨倍数，对双尺度水平集函数进行双线性插值，然后基于图像二值化方法对双尺度水平集函数进行处理获得0-1分布的双尺度水平集函数，进而识别跨尺度结构的宏细观拓扑特征，得到跨尺度结构的边界数量和边界的坐标点”包括：
5.根据权利要求1所述的基于图像处理的拓扑优化结果几何特征尺寸控制方法，其特征在于，步骤四“基...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，李泽商，穆永祥，刘嘉祥，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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