[发明专利]融合器的结构拓扑优化方法

权利要求书

1.一种融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建一融合器主体、上压块及下压块，所述上压块和下压块分别设置在所述融合器主体的上侧和下侧；

S2：根据待模拟的测试工况，设置针对所述融合器主体和针对所述上压块和下压块并作用在所述融合器主体上的相互作用关系，设置优化目标；

S3：网格化所述融合器主体，得到若干空间体网格单元，对各个单元进行标识；

S4：对所述融合器主体赋予钛合金材料属性，对所述上压块和下压块赋予刚体属性；

S5：模拟测试工况，在相互作用关系及材料属性的基础上，对测试工况下的各个空间体网格单元进行应力计算；在测试工况为多于一个时，所述步骤S5中的各个空间体网格单元的各测试工况下的应力计算结果相加，作为相应空间体网格单元的应力；

S6：对全部空间体网格单元按应力大小进行排序，根据优化目标删除若干空间体网格单元，得到优化后的融合器主体结构。

2.如权利要求1所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述待模拟的测试工况为压缩工况和/或敲击工况；

所述压缩工况下的相互作用关系包括：使初始位于所述融合器主体上侧和下侧的上压块和下压块朝向所述融合器主体移动预设距离；

所述敲击工况下的相互作用关系包括：固定所述融合器主体的前端，在所述融合器主体的尾端施加预设力。

3.如权利要求1所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，相互作用关系包括载荷条件、约束条件、接触条件、绑定条件中的一个或几个。

4.如权利要求1所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，优化目标为质量应力优化目标，所述质量应力优化目标为在应力尽可能小或不变的前提上，减小融合器主体预设比例的质量。

5.如权利要求4所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S6中，根据质量应力优化目标，删除应力排序较小的若干空间体网格单元，删除的空间体网格单元的比例为所述预设比例，得到优化后的融合器主体结构。

6.如权利要求1所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31：用三角形平面拟合融合器主体的外表面，进行面网格划分，生成面网格化后的融合器主体；

S32：以拟合的三角形平面为基础对面网格化后的融合器主体进行体网格，生成四面体网格化后的融合器主体，使得融合器主体的结构空间体网格化，得到若干空间体网格单元。

7.如权利要求1所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据应力应变曲线将钛合金材料属性划分为弹性段、塑性段和断裂段。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据测试工况的相互作用关系，计算离相互作用关系部位预设范围的空间体网格单元上的各个节点在各个自由度下的力和位移，根据计算所得的各个节点的力和位移递推计算相邻下个节点在在各个自由度下的力和位移，从而得到相应测试工况下的各个空间体网格单元的应力。

9.如权利要求1-7中任意一项所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述融合器主体的上侧和下侧呈弧面，所述上压块和下压块与所述融合器主体的上侧和下侧接触的表面设置为与所述弧面匹配的弧面结构。

10.如权利要求9所述的融合器的结构拓扑优化方法，其特征在于，所述优化目标还包括对称优化目标，优化出的融合器主体为上下对称、左右对称或前后对称三者中的一个或几个。