薄壁结构拓扑优化设计方法和装置、系统、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种薄壁结构拓扑优化设计方法和装置、系统、存储介质，包括：计算根据结构拓扑优化模型的设计域内任意的单元密度；根据设计域内任意单元的密度、总体刚度矩阵和外载荷向量计算位移向量；根据单元刚度矩阵和位移向量，计算结构柔度；根据单元密度和结构柔度，得到目标函数和约束函数对设计变量的敏度；以最小化结构柔度为目标函数，以焊点面积为约束条件，设计变量为归一化高度，建立拓扑优化模型；根据目标函数和约束函数对设计变量的敏度和拓扑优化模型，利用MMA算法对设计变量进行更新迭代，得到优化后的结构。采用本发明专利技术的技术方案，在满足超塑成形技术工艺约束的前提下，得到具有优异力学性能的结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于结构优化设计，尤其涉及一种薄壁结构拓扑优化设计方法和装置、系统、存储介质。

技术介绍

1、随着航空航天、汽车制造、医疗器械及高端装备制造业的快速发展，轻量化设计已成为提升产品性能、降低能耗、增强竞争力的核心方向。轻量化不仅能减少材料消耗和制造成本，还能显著提高能源效率。然而，传统制造工艺在制备复杂轻量化结构时面临诸多挑战，且会造成大量材料浪费，因此，亟需一种能够兼顾高精度、高材料利用率、复杂几何成形能力的先进制造技术。

2、超塑成形是一种基于金属超塑性行为的先进成形工艺。超塑性是指某些细晶粒金属材料在特定温度和极低应变速率下表现出异常高的延展性，从而能够实现传统工艺无法完成的复杂薄壁结构成形。相较于传统制造工艺，超塑成形通过单次气体加压成形，可实现近净成形，材料利用率高达90%以上，目前该技术已在航空航天、汽车和医疗领域得到广泛应用。

3、尽管如此，现有超塑成形技术仍存在一些局限性，被制备的结构应满足该技术的工艺约束。因此，在轻量化设计中，如何考虑工艺约束是确保结构可制造性和成形质量的关键因素，但目前还未有考虑超塑成形本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种薄壁结构拓扑优化设计方法，其特征在于，包括：

2.一种薄壁结构拓扑优化设计装置，其特征在于，包括：

3.一种薄壁结构拓扑优化设计系统，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1所述的薄壁结构拓扑优化设计方法。

4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在运行时执行如权利要求1所述的薄壁结构拓扑优化设计方法。

【技术特征摘要】

1.一种薄壁结构拓扑优化设计方法，其特征在于，包括：

2.一种薄壁结构拓扑优化设计装置，其特征在于，包括：

3.一种薄壁结构拓扑优化设计系统，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有由所述处理器运行的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔明英，李取浩，刘兆军，罗云锋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：