买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉中国民航大学申请的专利考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115203994B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210566545.3，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法是由邹君;冯振宇;陈琨;解江;李玲玲;汪逸群;夏晓宇设计研发完成，并于2022-05-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法在说明书摘要公布了：一种考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法。其包括定义结构悬空角临界值等参数和建立优化模型；线性密度过滤；采用体积守恒型Heaviside函数密度过滤；有限元、结构柔度、体积和约束值分析；灵敏度分析，三角形指向性灵敏度过滤；采用优化算法对优化模型进行优化求解；输出拓扑优化结果，并给出打印方向等步骤。本发明基于变密度法方法框架，构建了一个显示且连续的结构悬空角约束条件，该约束条件可自适应地激活并收紧，优化过程稳定性更好。对设计区域采用矩形单元划分成网络，单元长宽比可进行调整，从而可适用于不同的结构悬空角临界值情形。适用于不同的结构悬空角约束情形，同时结合打印方向设计可大幅减少结构悬空角约束导致的性能损失。

本发明授权考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑增材制造不同悬空角约束和打印方向的拓扑优化方法，其特征在于：所述拓扑优化方法包括按顺序进行的下列步骤： 1定义设计区域的几何形状、结构悬空角临界值、载荷和边界条件，根据初始打印方向和结构悬空角临界值，采用矩形单元对设计区域进行网格划分，然后基于SIMP方法框架定义设计变量、优化目标和约束条件，建立优化模型，由此对单元密度、材料属性、结构材料体积约束、结构悬空角约束函数、结构悬空角约束值、优化算法参数进行设置，并使结构悬空角约束值的初始值较大以使其处于未激活状态； 2对上述优化模型中的单元密度进行线性密度过滤而得到单元中间密度； 3采用体积守恒型Heaviside函数对上述单元中间密度进行过滤而得到单元物理密度； 4在上述单元物理密度的基础上进行有限元分析、体积约束和结构悬空角约束响应分析，得到结构柔度、结构材料总体积和结构悬空角约束函数的函数值； 5对上述结构柔度、结构材料总体积和结构悬空角约束函数的函数值进行灵敏度分析，并采用三角形指向性灵敏度过滤算子对结构悬空角约束的灵敏度进行过滤； 6采用优化算法对优化模型进行优化求解，若结构悬空角约束未激活且结构柔度趋于稳定，将最优打印方向设置为结构悬空角约束函数的函数值最小的方向，再根据需求对网格进行重划分，并激活结构悬空角约束；否则，直接进入步骤7； 7更新单元密度和结构悬空角约束值，并判断是否收敛，若不收敛返回步骤2进行算法迭代，若收敛则优化结束，最终输出拓扑优化结果，并给出打印方向； 在步骤4中，所述在单元物理密度的基础上进行有限元分析、体积约束和结构悬空角约束响应分析，得到结构柔度、结构材料总体积和结构悬空角约束函数的函数值的方法是： 基于单元物理密度进行有限元分析得到结构柔度c，对单元物理密度求和得到结构材料总体积V；计算结构悬空角约束函数的函数值并将其作为结构悬空角约束条件，所述结构悬空角约束条件为结构悬空角约束函数的函数值小于等于结构悬空角约束值ε： 所述结构悬空角约束函数的函数值采用如下公式进行计算： 其中Ae为单元面积，相同单元划分下为固定的常数；ρi,j和分别为单元i,j密度及其下层3个支撑单元中的最大支撑单元密度，i和j分别为单元的行号和列号；参数k控制函数陡峭程度；参数α使函数通过偏移来避免密度渐变区域和近似误差的影响； 所述最大支撑单元密度采用如下近似函数公式进行计算： 其中，参数pn用于控制近似函数的误差。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国民航大学，其通讯地址为：300300 天津市东丽区津北公路2898号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。