[發(fā)明專利]基于應力約束的機翼翼梁結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310378855.3
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103440378A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 張衛(wèi)紅;侯杰;谷小軍;朱繼宏
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于應力約束的機翼翼梁結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、建立拓撲優(yōu)化模型，定義梁腹板為拓撲優(yōu)化的設計域Ω并將Ω離散為n個有限單元，定義優(yōu)化目標函數(shù)為柔順度函數(shù)最小，約束條件為材料使用體分比小于單元切應力小于

find?X＝(x₁，x₂，…，x_n)

min C(X)=Σi=1nUiTKiUi]]>

s.t.KU＝F????（1）

V(X)=Σi=1nxivi≤V‾]]>

σs≤σ‾]]>

0＜x_i≤1，i＝1，…，n

式中，x_i為單元對應的偽密度，v_i為單元體積，U_i為單元位移向量，K_i為單元剛度矩陣，F(xiàn)為節(jié)點等效載荷向量，U為節(jié)點整體位移向量，K為結(jié)構(gòu)總剛度矩陣，C為結(jié)構(gòu)柔順度函數(shù)，σ_s為單元切應力；

步驟二、有限元分析計算結(jié)構(gòu)的位移響應U；根據(jù)U計算釘載單元的切應力σ；引入伴隨向量λ^T＝{0,0,…,1,…,0,0,0}，λ^T的各分量均為0，釘載單元橫截面上的切應力σ_s對應的分量為1；釘載單元橫截面上的切應力：

σ_s＝λ^Tσ????（2）

約束釘載的單元橫截面上的切應力

步驟三、計算切應力對于設計域內(nèi)單元的偽密度x_i的靈敏度；

步驟四、根據(jù)求得的靈敏度進行優(yōu)化，優(yōu)化迭代得到結(jié)果。