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申请/专利权人：华中科技大学
摘要：本发明公开了一种等距曲线纤维增强结构的优化设计方法，属于结构优化设计领域，所述设计方法包括：确定纤维增强结构的设计域，将权重系数作为设计变量，利用水平集函数的等值线来描述纤维铺放路径；进行结构有限元分析得到整体位移向量；利用整体位移向量计算目标函数及其关于设计变量的灵敏度，利用水平集函数梯度计算约束函数及其关于设计变量的灵敏度；基于灵敏度的优化算法更新设计变量获得新的纤维铺放路径，反复迭代，直至满足优化终止条件，获得最优的等距曲线纤维增强结构。本发明极大改善了复合结构的可制造性，避免制造过程中纤维丝束之间出现间隙和发生重叠，同时也有较高的优化效率。
主权项：1.一种等距曲线纤维增强结构的优化设计方法，其特征在于，包括：S1：将纤维增强结构的设计域中各个单元对应的径向基函数对应的权重系数作为设计变量；利用水平集函数的等值线描述所述纤维增强结构的纤维铺放路径；S2：对所述纤维增强结构进行有限元分析得到整体位移向量；S3：利用所述整体位移向量计算目标函数及其对应的目标灵敏度；利用各单元中心点处的水平集函数梯度计算约束函数及其对应的约束灵敏度；S4：基于所述目标函数、所述目标灵敏度、所述约束函数和所述约束灵敏更新所述设计变量；利用所述更新后的设计变量更新所述纤维铺放路径；S5：当更新后的纤维铺放路径对应的结构柔度误差不满足优化终止条件时，针对更新后的纤维铺放路径重复S2-S4；当更新后的纤维铺放路径对应的结构柔度误差满足所述优化终止条件时，将对应的纤维增强结构作为所述等距曲线纤维增强结构；所述S1包括：将各个所述单元的节点作为径向基函数的中心点Pi，并将各个Pi处的权重系数αi作为所述设计变量，其中，i＝1，2，...，N，N为所述单元上节点的数量；结合所述设计变量αi和径向基函数得到各个所述单元中心点处的水平集函数ψxe；利用所述水平集函数ψxe的等值线描述所述纤维铺放路径。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 华中科技大学 一种等距曲线纤维增强结构的优化设计方法
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