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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种动载荷下失效安全拓扑优化设计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：CN120277830B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26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：202510350393.7，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种动载荷下失效安全拓扑优化设计方法是由唐铭;贺哲龙;谢桂芝;刘杰设计研发完成，并于2025-03-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种动载荷下失效安全拓扑优化设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种动载荷下失效安全拓扑优化设计方法，包括：步骤1，定义结构的设计域以及设计参数；步骤2，对结构进行瞬态动力学分析；步骤3，计算得动态载荷的等效静态载荷；步骤4：对等效静载下的模型进行失效安全拓扑优化设计；以最小化结构在局部失效情况下的最大柔度为优化目标；并使用移动渐近线法对于设计变量单元密度进行优化迭代，直至结束内循环失效安全拓扑优化流程；步骤5：根据失效安全拓扑优化后更新的设计变量判断是否满足外循环收敛条件。本发明在设计过程中充分考虑结构可能存在的局部失效情况，提升了结构在局部失效情况下的性能；通过等效静载法将原工况下的动载荷转变为静载荷，有效提升了优化过程的计算效率。

本发明授权一种动载荷下失效安全拓扑优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种动载荷下失效安全拓扑优化设计方法，其特征在于，所述动载荷下失效安全拓扑优化设计方法包括以下步骤： 步骤1，定义结构的设计域以及设计参数； 步骤2，对结构进行瞬态动力学分析； 步骤3，根据控制方程，计算得动态载荷的等效静态载荷； 步骤4：对等效静载下的模型进行失效安全拓扑优化设计； 包括以下步骤： 步骤41，设计失效安全拓扑优化模型； 步骤42，采用损伤群体的方法对悬臂梁进行局部失效情况的划分； 步骤43，以最小化结构在局部失效情况下的最大柔度为优化目标； 步骤44，获取优化目标的灵敏度，并使用移动渐近线法对于设计变量单元密度进行优化迭代，直至结束内循环失效安全拓扑优化流程； 步骤5：根据失效安全拓扑优化后更新的设计变量判断是否满足外循环收敛条件； 在步骤3中，动态载荷的等效静态载荷为： 其中，Kx是结构的刚度矩阵，为动态载荷下第i时刻的位移； 取n个时刻下的位移计算得到n组等效静载，再将得到的n组数据取均值得到最终的一组等效静载： Feq为最终得到的等效静载； 将所得到的等效静载施加于原模型以用于之后的拓扑优化设计； 在步骤41中，优化模型描述为： Findx＝[x1,x2,...,xN] minf＝maxcixi＝1…m s.t.VV0≤v0 xmin≤x≤1 Ku＝Feq 其中x表示设计变量单元密度；N表示单元数量；f表示目标函数：局部失效情况下结构最大柔度，cix表示结构在第i种局部失效场景下的柔度，m表示局部失效场景数量，v0表示优化的体积分数约束，最终优化后的结构体积与优化前的体积之比应小于此值；xmin表示单元密度最小值；K是结构的刚度矩阵；Feq是等效静态载荷。

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