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基于变密度法的Pin-Fin结构拓扑优化设计方法: 本发明公开了基于变密度法的Pin‑Fin结构拓扑优化设计方法，属于液冷结构设计技术领域，具体包括：判断设计单元的入口流速是否确定，如果确定，则计算入口雷诺数并绘制帕累托前沿，计算换热量目标函数和流体总势能目标函数的最小值...; 焦艳梅赵润辰纪冬旭周剑锋赵存陆戴昊恬杨涛蒋逸群

一种基于变密度法理论的连续体结构拓扑优化方法和系统: 本发明公开了一种基于变密度法理论的连续体结构拓扑优化方法和系统，包括将连续体结构优化区域离散化，形成若干个中间密度单元；基于变密度法理论，构建以每个中间密度单元的单元密度作为设计变量，并以预设的体积分数作为约束条件，并以...; 王天波罗肇艺薛文帅吴江魏民祥

基于变密度法的SLM增材制造无人机承载接头结构拓扑优化设计: 2025年; 针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核.采用拓扑优化变密度法,以应力最小化为目标、保留质量40%为响应约束,对接头结构进行拓扑优化,根据优化结果设计两种重构方案并进行静力学验证.结果表明,两种模型重构方案分别减重了13.8%和13.3%,在轻量化程度相近的情况下,方案Ⅱ明显具有更小的应力分布以及变形程度,即最优重构方案成功实现轻量化设计,与原结构件相比质量减轻13.3%,且相较于其他方案承载能力最强,满足静态结构设计要求.为大型无人机承载接头结构实现低成本、轻量化的结构设计探索了新的途径.; 原帅超王建峰段宇航郝璐静占小红; 关键词：拓扑优化静力学分析增材制造轻量化设计

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化被引量：1: 2024年; 以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明:此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。; 胡韶岩薄瑞峰刘韶轩陈振亚; 关键词：深孔钻床变密度法拓扑优化

基于变密度法的飞机襟翼拓扑优化设计被引量：2: 2024年; 针对飞机襟翼的薄壁结构,基于可分离凸逼近对偶优化算法,在拓扑优化求解过程中提升优化效率,完成襟翼的轻量化设计目标。利用Fluent对襟翼结构进行动力学分析,得到襟翼在向下旋转最大偏角时的气动载荷,并通过Tecplot进行表面载荷提取,将得到的载荷曲线加载到Hypermesh软件中,还原极限工况的真实载荷。基于变密度法,以最小柔度为目标函数,设计域内材料的密度为设计变量,根据有限元分析方法,将域内材料离散化,采用可分离凸逼近对偶优化算法构建近似函数,求解在应力约束、位移约束以及制造性约束等多种约束下对襟翼肋板的材料最佳分布,实现襟翼质量减少23%,刚度增大的轻量化设计目标,大大减少了计算时间,提高计算效率。; 牛西茜李昕莹李佩泽; 关键词：拓扑优化变密度法襟翼

基于SIMP变密度法的结构拓扑优化及应用被引量：1: 2024年; 在结构拓扑优化过程中,为了解决复杂结构计算速度慢、效率低的问题,提出了一种基于固体各向同性材料密度惩罚模型(SIMP)的步长自适应优化算法,该算法可根据SIMP惩罚因子P值自适应选择佳步长移动参数,并根据得到的目标函数的迭代值,自适应改变每次迭代的移动步长,在保证迭代精度的同时,以更快的速度逼近迭代目标,并利用经典MBB简支梁算例进行仿真实验,通过划分不同网格数量,横向对比分析另外三种步长迭代公式,得出最终迭代结果准确且迭代速度最快可提高100%的结论。此外,为满足汽车领域的轻量化需求,用拓扑优化技术,针对汽车油门支架结构进行重新优化设计,使优化后的模型体积减小35%;在此基础上,利用增材制造技术,采用双喷头连续纤维打印机,以长碳纤维体积分数为35%的复合材料(基体为短切碳纤维填充尼龙丝材)替代传统的铝合金材料进行增材制造,实现减重的目的,最终得到力学性能与原结构相当、质量减轻48%的油门支架结构,可进一步实现汽车的轻量化制造。; 于海杨慧斌茅健闫娟; 关键词：变密度法拓扑优化增材制造

面向变密度法拓扑优化的减少结构最大应力方法研究: 拓扑优化作为一种结构轻量化设计方法被广泛应用于各个领域,增材制造以独有的加工特点充分保障了其设计方案的实现,两者的结合极大地推进了设计制造一体化进程。传统拓扑优化以结构刚度、质量等作为约束对象,其设计结果通常不具备良好的...; 戎纪冉; 关键词：二值化处理有限元分析

基于变密度法的汽车尾门锁棘爪锁舌拓扑优化: 2024年; 汽车轻量化设计是在确保汽车的结构强度和安全性能前提下,通过降低整车质量,提升动力性能、续航能力,减少碳排放。本文以某SUV自吸合尾门锁为研究对象,在AnsysWorkbench中对棘爪和锁舌进行静力分析,并采用变密度法和TopologyOptimization模块,以质量最小为目标,对其进行拓扑优化和结构设计。结果表明:两者的总质量减轻了13.98g,减重幅度约25.61%。; 李文海肖扬余光伟; 关键词：轻量化拓扑优化变密度法

基于变密度法的动车组净水箱吊装支架拓扑优化: 2024年; 动车组净水箱吊装支架在各工况下结构件的安全余量较大,为了优化支架的结构设计以达到轻量化的目的,通过OptiStruct进行拓扑优化设计,开展以体积最小化为优化目标,以应力、变形量为约束条件下的结构拓扑优化分析,根据优化结果进行模型重构并完成静强度分析校核,最终实现动车组净水箱吊装支架减重64.92%,为优化支架提供了新思路。; 黄艳艺; 关键词：拓扑优化轻量化变密度法

基于变密度法考虑制造约束的摇架拓扑优化设计: 2024年; 摇架是火炮的重要组成结构,摇架减重对火炮轻量化研究具有重要意义。以某122 mm口径火炮摇架为研究对象,以合理降低其质量为研究目的,利用有限元软件对其进行强度校核并结合变密度法拓扑优化理论进行了优化设计。优化时考虑可制造性对优化添加了拔模约束和对称约束等条件,使优化后结构更加合理,利于制造。优化后摇架结构质量减少了12.87%,材料利用率更高,对重构模型进行有限元校核,结果显示该优化结构仍旧可靠。结合增材制造技术对摇架拓扑优化结构进行对比实验,实验证明该拓扑优化对原有结构刚强度影响较小,具有一定合理性。; 杨昆陈红彬陈龙淼; 关键词：摇架变密度法拓扑优化增材制造

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