买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：华东交通大学

摘要：本发明提供一种考虑区间不确定性的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法，方法包括定义热驱动柔顺机构的设计条件，求解热固耦合有限元平衡方程，以获得热驱动柔顺机构的位移响应；构建功能函数并转化为标准化功能函数，求解区间非概率可靠性指标；建立基于区间不确定性的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型；计算热驱动柔顺机构的体积、输出位移上界以及输出位移下界；采用移动渐近优化算法求解热驱动柔顺机构的单层优化问题，并判断移动渐近优化算法收敛条件是否满足，若是，则输出最优的热驱动柔顺机构拓扑构型。本发明可靠性拓扑优化获得的热驱动柔顺机构的体积有所增加，其可靠性指标更大，能够有效提升热驱动柔顺机构的可靠性。

主权项：1.一种考虑区间不确定性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，并设置所述热驱动柔顺机构的材料属性指标；基于固体各向同性材料惩罚模型表示所述设计条件与所述材料属性指标的关系，根据所述关系推导出等效节点热载荷表达式，并根据所述等效节点热载荷表达式求解热固耦合有限元平衡方程，以获得所述热驱动柔顺机构的位移响应；采用区间模型描述所述材料属性指标中的热载荷的大小不确定性，并以所述热驱动柔顺机构的位移响应构建功能函数，将功能函数转化为标准化功能函数，基于所述标准化功能函数求解区间非概率可靠性指标，并基于所述区间非概率可靠性指标得到所述热驱动柔顺机构的单层优化问题；基于所述区间非概率可靠性指标以及所述单层优化问题，并以所述热驱动柔顺机构的体积份数最小化为目标函数以及所述热驱动柔顺机构的输出位移可靠性为约束建立基于区间不确定性的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型；所述热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型的表达式为： ；式中，表示材料的总体积，表示第个单元的体积，表示常量，表示第个单元的设计变量单元密度，表示输入位置的载荷向量，表示热载荷列阵，表示热驱动柔顺机构厚度，表示设计域的整体刚度矩阵，表示位移向量，表示输出位移约束的区间非概率可靠性指标，表示指标的许用值，表示单元数量，表示材料的线膨胀系数，表示弹性模量，表示温度变化，表示材料泊松比，、分别表示位移约束的中值、输出位移的中值，、分别表示位移约束的离差、输出位移的离差，表示设计变量的最小值；根据所述热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型计算所述热驱动柔顺机构的体积、输出位移上界以及输出位移下界，并计算优化目标函数以及约束的灵敏度信息；采用移动渐近优化算法求解所述热驱动柔顺机构的单层优化问题，并判断所述移动渐近优化算法收敛条件是否满足，若是，则输出最优的热驱动柔顺机构拓扑构型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华东交通大学 考虑区间不确定性的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法