[發明專利]帶有多種材料的拓撲優化的系統和方法

在審

• 申請號: 201410531231.5
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104573168A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: R.R.查克拉瓦蒂;W.S.徐;K.E.科羅納多
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄧雪萌;傅永霄

1.一種產生設計拓撲結構的方法，其中該方法包括下列步驟：

將問題約束輸入至計算機中，其中該問題約束包括域、負載向量、目標函數以及多種材料類型；

將該域劃分成多個單元，其中單個的單元與一種材料類型相關聯，使得多種材料類型中的每種與超過一個的單元相關聯；

計算對于所述單元的單元變量；

確定該計算是否是完全的，并且如果計算不是完全的，重復對于所述單元的所述單元變量的計算；以及

如果所述計算是完全的，輸出該設計拓撲結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其中該目標函數包括最小應變能，并且其中確定所述計算是否是完全的進一步包括確定對于所述單元的所述單元變量是否代表空值或滿值，并且所述最小應變能的所述目標函數是否被優化。

3.根據權利要求1所述的方法，其中：

將所述問題約束輸入進一步包括輸入包括最大可允許質量的所需性能標準。

4.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

在計算所述單元變量之后，促使所述單元變量接近空值或滿值。

5.根據權利要求1所述的方法，其中該域包括三維，其中每個單元包括單元面以及其中：

將該域劃分成多個單元進一步包括將該域劃分成多個單元，其中對于每個單元的所述單元面鄰接域邊界，或者鄰接代表不同的材料類型的所述單元的所述單元面。

6.根據權利要求1所述的方法，其中計算該單元變量進一步包括計算質量分數。

7.根據權利要求1所述的方法，其中輸入所述問題約束進一步包括輸入三種或更多種材料類型。

8.根據權利要求1所述的方法，其中將域劃分成多個單元進一步包括將每個單元與一種材料類型相關聯。

9.一種用于產生設計拓撲結構的系統，其包括：

計算機，其包括非瞬時性計算機可讀媒介、輸入設備和輸出設備，以及其中該計算機被配置來：

???????從該輸入設備接收問題約束的輸入，其中該問題約束包括域、負載向量、目標函數以及多種材料類型；

???????將域劃分成多個單元，其中單個的單元與在問題約束中輸入的一種材料類型相關聯，使得每種材料類型與超過一個單元相關聯；

???????迭代地計算對于所述單元的所述單元變量直至計算是完全的；以及

???????在所述計算是完全的之后，輸出該設計拓撲結構。

10.一種產生設計拓撲結構的方法，其中該方法包括下列步驟：

將問題約束輸入計算機，其中該問題約束包括域、負載向量、包括最小應變能的目標函數以及多種材料類型，和包括最大可允許質量的所需性能標準；

將所述域劃分成多個單元，其中每個單元與所述多種材料類型中的一種相關聯，使得多種材料類型中的每一種與超過一個單元相關聯；

使用所述計算機對于每個單元計算單元變量，其中該單元變量是質量分數；

促使該單元變量接近滿值或空值；

通過確定下列來確定所述計算是否是完全的：

???????對于每個單元的所述單元變量是否代表滿值或空值；以及

???????該目標函數是否已經被最小化；

如果所述計算不是完全的，對于每個單元返回計算所述單元變量；以及

如果所述計算是完全的，輸出該設計拓撲結構。