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龙图腾网获悉华东交通大学申请的专利一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性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：CN120850700B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202511374643.7，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法是由占金青;刘雨杭;刘敏;刘远昊;石志祥;王华设计研发完成，并于2025-09-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法，包括定义热驱动柔顺机构的设计条件；描述设计条件中的单元弹性模量与单元密度之间的关系，并采用映射过滤技术对单元密度进行过滤；进行结构热固耦合有限元分析，将所有单元的应力约束凝聚成一个全局应力约束；建立热驱动柔顺机构应力约束可靠性的双层循环拓扑优化模型；求解优化目标柔顺机构的体积、输出位移以及应力约束对设计变量的灵敏度；利用移动渐近线法寻找最可能失效点和更新设计变量，并判断迭代是否满足收敛条件，若是，则得到满足应力约束可靠性的热驱动柔顺机构拓扑构型。本发明能够使得得到的热驱动柔顺机构具有更好的强度可靠性。

本发明授权一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑应力约束的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法，其特征在于，所述方法包括： 定义热驱动柔顺机构的设计条件，所述设计条件包括设计域、约束边界条件、设置设计变量初始值、输出端的虚拟弹簧刚度、材料的弹性模量、材料的泊松比、热膨胀系数、温度载荷的温差中值和温差离差、允许的可靠性指标； 采用改进的固体各向同性材料惩罚模型描述所述设计条件中的单元弹性模量与单元密度之间的关系，并采用映射过滤技术对所述单元密度进行过滤； 采用区间模型对由温度变化引起的载荷不确定性进行量化，进行结构热固耦合有限元分析，并采用范数法将所有单元的应力约束凝聚成一个全局应力约束，该步骤具体包括： 采用区间模型对温度载荷不确定性量化，将各节点的温度载荷等效为节点力，对进行结构热固耦合有限元分析； 基于计算任一单元的VonMises应力，对单元VonMises应力进行松弛处理，采用范数法对所有单元的应力约束进行凝聚，凝聚成一个全局应力约束，并采用自适应约束缩放法对范数应力进行修正； 以所述热驱动柔顺机构体积分数最小化为优化目标，以应力约束可靠性和输出位移为约束条件，以应力约束构建功能函数，采用功能度量法进行可靠性评估，以建立热驱动柔顺机构应力约束可靠性的双层循环拓扑优化模型，所述热驱动柔顺机构应力约束可靠性的双层循环拓扑优化模型的表达式为： ； 式中，表示优化后的体积，表示设计变量，表示充满材料的单元体积，表示整体刚度矩阵，表示整体节点位移向量，表示机构输出位移，表示允许的输出位移限值，表示应力约束的区间非概率可靠性指标，表示允许的可靠性指标限值，表示极限状态函数表示代表区间不确定性的变量，表示每个单元的设计变量，表示第个单元的设计变量，表示单元数目，表示单元等效节点热载荷，表示与初始时刻的温度差，表示设计变量的下限，表示第个单元； 基于所述热驱动柔顺机构应力约束可靠性的双层循环拓扑优化模型求解优化目标柔顺机构的体积、输出位移以及应力约束对设计变量的灵敏度； 寻找最可能失效点，将最可能失效点处代入所述热驱动柔顺机构应力约束可靠性的双层循环拓扑优化模型的外层有限元分析，并计算优化目标和约束条件对设计变量的灵敏度； 利用移动渐近线法更新设计变量，并判断迭代是否满足收敛条件，若是，则得到满足应力约束可靠性的热驱动柔顺机构拓扑构型。

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