[发明专利]基于水平集法的约束阻尼结构优化设计方法

权利要求书

1.一种基于水平集法的约束阻尼结构优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)确定初始构型，建立其有限元模型，初始化符号距离函数；

2)建立拓扑优化模型：

FindX=P1P2...PnTMinf=-ηks.t.V=Σi=1nPivi≤V*;Pi=0orPi=1]]>

其中：P_i为设计变量，其取值为{0,1}，当P_i＝0时，表示约束阻尼胞单元i为空白单元，此处的约束阻尼材料被删除；当P_i＝1时，表示约束阻尼胞单元i为实体单元，此处覆盖有约束阻尼材料；η_k为模态损耗因子，v_i为第i个单元的体积，V^*是体积约束；

3)对有限元模型进行模态分析，提取每个单元的模态应变能，采用灵敏度计算公式，计算每一个约束阻尼胞单元的灵敏度；

4)利用逆风法求解水平集方程，实现结构拓扑的演化；

5)重新初始化符号距离函数；

6)判定是否收敛，若约束阻尼材料的体积满足体积约束，且目标函数两次迭代的插值小于给定值，即f(x,k+1)-f(x,k)≤β则收敛，若不收敛，则重复步骤3)-6)直至收敛。

2.根据权利要求1所述的一种基于水平集法的约束阻尼结构优化设计方法，其特征在于：步骤1)中所述的创建约束阻尼胞单元，包括阻尼材料单元和阻尼材料所对应的约束层单元。