基于载荷不确定性的材料结构多尺度拓扑优化设计方法

摘要

本发明提供基于载荷不确定性的材料结构多尺度拓扑优化设计方法，包括如下步骤：定义设计域、初始化设计参数，依次进行材料微观结构和宏观结构有限元分析，采用摄动法计算结构柔顺度的期望值和方差，构建基于载荷不确定的材料结构多尺度拓扑优化模型，灵敏度分析，利用映射过滤方法修正目标函数和约束灵敏度，采用OC算法更新设计变量，判断是否满足收敛准则，最后输出宏观拓扑型构和材料微观结构拓扑型构；本发明采用一阶摄动法对不确定性载荷进行量化，有效地降低统计性指标计算的复杂程度，提高计算效率，实现了宏观结构和材料微观结构的多尺度化稳健性拓扑优化设计，获得的周期性多空复合材料结构具有更好的稳健性。