[发明专利]基于多相材料布局优化的坝料分区方法

摘要

本发明公开了一种基于多相材料布局优化的坝料分区方法。是一种通过设计多相材料布局进行过程优化布置的新方法。以实际工程作为输入条件；根据邓肯E-B模型确定材料初始弹性模量；确定垫层、主次堆石材料的弹性模量；然后通过有限元软件获取结果数据，并基于拓扑优化原理进行设计变量更新。当所有材料均达到各自的体积约束临界值时得到布局方案。与原设计相比，优化后的面板在水压力作用下变形小，分布均匀，有利于阻止面板发生断裂。

主权项

一种基于多相材料拓扑优化理论的面板堆石坝的坝料分区设计方法，其特征在于，包括步骤：以实际工程作为输入条件；根据邓肯E‑B模型确定材料初始弹性模量；确定垫层、主次堆石材料的弹性模量；a) 建立结构的有限元分析模型，初始化算法各参数，令；b)  分析材料集合为{Me,j}（j∈m‑1,m,…,Nm）的结构，获得各单元的应变能密度；c)  升序排列单元的应变能密度，将序列前端一定数量的低应变能密度单元的材料由Me,m改变为Me,m‑1，并累计含Me,m材料单元的体积；d)  若含Me,m材料单元的体积没有达到其约束临界值，则返回到第 b)步重分析，否则到第 e)步；e)  若所有材料均达到各自的体积约束临界值，则到第 f)步；否则，令m=m‑1，返回到第 b)步重分析；f)  停止迭代；结构安全性校核，并按需要进行局部调整；完成最终设计方案。