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申请/专利权人：大连理工大学
摘要：一种面向加筋薄壁结构热变形抑制的热力耦合拓扑优化设计方法，属于热薄壁结构的加筋优化技术领域。首先，进行热薄壁结构的有限元建模。然后，建立可加筋区域层单元的弹性模量与设计变量间的数学表达。随后，建立以热薄壁结构蒙皮区域的应变能最小化为优化目标的热力耦合拓扑优化列式，更新热薄壁结构在优化中的等效温度载荷，进行热力耦合平衡方程求解，得到力学性能响应并以此进行灵敏度分析。最后，设计阈值，对优化结束后低于阈值的单元进行删除，保留高于阈值的单元，获得热薄壁结构的加筋创新构型。本发明可获得清晰的加强筋布局拓扑构型，抑制温度所引起的灰度问题，充分利用单元刚度来提高热薄壁结构整体的刚度，实现热薄壁结构在高温下的承载并减少热变形的需求。
主权项：1.一种面向加筋薄壁结构热变形抑制的热力耦合拓扑优化设计方法，其特征在于，所述的设计方法以热薄壁结构蒙皮区域的应变能最小化为优化目标，采用Helmholtz型各向异性过滤方法构造加筋特征，获得加强筋布局拓扑构型，实现热薄壁结构高温下的结构承载，获得能降低热变形的加筋布局设计；首先，进行热薄壁结构的有限元建模，包括初始的几何模型、补充的可加筋区域层；然后，基于修正的有理插值近似模型建立可加筋区域层的单元弹性模量与设计变量间的数学表达；随后，建立以热薄壁结构蒙皮区域的应变能最小化为优化目标的热力耦合拓扑优化列式，更新热薄壁结构在优化中的等效温度载荷，进行热力耦合平衡方程求解，得到力学性能响应并以此进行灵敏度分析；最后，基于灵敏度信息与梯度优化算法对可加筋区域层的单元进行删除或保留，获得热薄壁结构的加筋创新构型。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 大连理工大学 一种面向加筋薄壁结构热变形抑制的热力耦合拓扑优化设计方法
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