[發明專利]一種金屬結構優化設計方法

在審

• 申請號: 201911069900.0
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110837681A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 張攀;雷咸強
• 申請（專利權）人: 上海波客實業有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 上海助之鑫知識產權代理有限公司 31328
• 代理人: 俞黎玉

本發明涉及計算機仿真技術領域，尤其涉及一種金屬結構優化設計方法，包括定義設計變量；定義響應約束；定義目標函數；輸出優化求解文件；提交優化求解器計算；判斷是否滿足約束條件；如是，則提取優化結果，優化完成；如否，則調整設計變量及響應約束，重新開始步驟一的操作。本發明可以對二維單元蒙皮厚度、框、梁及長桁等一維單元的截面尺寸等進行尺寸優化，考慮位移、應力、應變、穩定性、截面剛度、面積比、工藝約束等設計要求，自動生成求解文件，提交OptiStruct或Nastran求解器進行優化計算，并對優化結果進行快速后處理。本發明實施例提高了金屬結構優化前處理效率，縮短了研發周期。

技術領域

本發明涉及計算機仿真技術領域，尤其涉及一種金屬結構優化設計方法。

背景技術

產品研制中，為了滿足重量、強度、剛度要求，降低研制風險，優化設計廣泛用于其結構設計階段。優化設計中，設計變量的定義，約束方程的創建是整個優化過程中最關鍵的過程。

金屬壁板結構廣泛用于航空航天結構，由于其結構特點，強度、剛度、穩定性約束眾多。前處理耗時費力，而且很難保證準確性，影響優化分析效率。

當前金屬結構優化設計方法中仍存在以下問題：優化對象只適用于薄壁板或加勁板結構，同時可考慮的響應約束還不夠多，一定程度上會影響優化方法的效率。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種高效、快速的金屬結構優化設計方法。

本發明實施例提供的一種金屬結構優化設計方法，該方法包括：

1)定義設計變量；

2)定義響應約束；

3)定義目標函數；

4)輸出優化求解文件，所述優化的求解文件中包含優化數學模型；

5)提交優化求解器計算求解上述數學模型；

6)優化求解完成后，判斷優化定義的約束不等式方程均是否成立；

7)如是，則提取優化結果，優化完成；如否，則調整設計變量及響應約束，重新開始步驟一的操作。

進一步地，上述方法中，所述設計變量有兩種類型，一維單元設計變量和二維單元設計變量。

進一步地，上述方法中，所述一維單元設計變量包含不同的截面類型，截面類型包括但不限于：工字型截面、T字型截面、L字型截面和J字型截面。

進一步地，上述方法中，所述設計變量定義流程包括：

第一步，定義一維單元截面尺寸設計變量和定義二維單元截面尺寸設計變量；

第二步，定義一維單元截面尺寸設計變量后，還包括：

1)選擇截面類型；

2)獲取截面尺寸參數；

3)定義參數設計變量尺寸；

4)選擇結構單元；

5)進行結構單元循環，創建設計變量文件；

6)創建截面面積響應；

7)將截面面積響應與結構單元屬性相關聯；

8)輸出設計變量文件；

9)完成設計變量的定義；

第三步，定義二維單元截面尺寸設計變量后，還包括：

1)定義厚度設計變量尺寸；

2)選擇結構單元；

3)進行結構單元循環；