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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种基于分层法对功能梯度材料结构进行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：CN114492123B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12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：202210060082.3，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种基于分层法对功能梯度材料结构进行拓扑优化方法是由易鑫;邵东;刘婧芳设计研发完成，并于2022-01-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于分层法对功能梯度材料结构进行拓扑优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分层法对功能梯度材料结构进行拓扑优化方法，涉及功能梯度材料结构技术领域，具体为用成分分布函数描述功能梯度材料组分随空间的变化，通过功能梯度材料的成分分布函数求解材料内部各位置材料参数，通过软件的子程序接口进行功能梯度材料二次开发，建立一个仿真模型，通过二次开发子程序得到功能梯度材料结构只受到温度载荷情况下温度场的变化，再建立同一个功能梯度材料结构的仿真模型，通过软件自带的分层功能，导入之前所得温度场，以分层法思想近似模拟功能梯度材料的材料特性进行拓扑优化。

本发明授权一种基于分层法对功能梯度材料结构进行拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分层法对功能梯度材料翼舵结构进行拓扑优化方法，其特征在于：包括通过将热学仿真与拓扑优化分成两个模型先后进行，以分层法思想近似模拟功能梯度材料的材料特性进行拓扑优化： 用成分分布函数描述功能梯度材料组分随空间的变化，通过功能梯度材料的成分分布函数求解材料内部各位置的弹性模量、泊松比、导热系数和比热，通过软件的子程序接口进行功能梯度材料二次开发，得到翼舵结构在只承受热学载荷时不同时间的温度场，在新的模型导入所得温度场，通过软件自带的分层复合材料功能，以分层法思想近似模拟功能梯度材料的材料特性进行拓扑优化： 用成分分布函数描述功能梯度材料组分随空间的变化，以线弹性材料A和B组成的复合材料作为功能梯度材料，随着厚度方向坐标逐渐增大，材料A所占体积分数逐渐降低，材料B所占体积分数逐渐增大，两种材料的力学参数不同，不同位置处的力学参数必然不同，功能梯度材料力学参数随研究点位置的变化而变化的根本原因材料力学参数是位置的函数； 通过功能梯度材料的成分分布函数求解材料内部各位置的弹性模量、泊松比、导热系数和比热，在将理想化功能梯度材料中，材料A与B集中表示，在不考虑A与B之间的相互作用时，功能梯度材料厚度方向的力学参数及热学参数为材料A与材料B的组合，此时功能梯度材料沿厚度方向的力学参数及热学参数由材料A与材料B的力学参数及热学参数和功能梯度材料的成分分布函数表达； 通过软件的子程序接口进行功能梯度材料二次开发，ABAQUS提供了用户自定义子程序接口，包括用于定义材料属性的子程序UMAT及定义材料热力学属性的子程序UMATHT，通过软件的子程序接口，使用FORTRAN语言编写子程序，用户自定义特定问题的本构模型；功能梯度材料基于程序的子程序二次开发，实现统一弹塑性本构模型的自定义； 通过二次开发得到翼舵结构在只承受热学载荷时不同时间的温度场，在新的模型导入所得温度场，在第一个模型中采用二次开发得到翼舵结构在只承受热学相关载荷时整个翼舵结构不同时间的温度场，在第二个模型中导入第一个模型所得温度场并进行拓扑优化。

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