一种基于Shepard插值的纤维增强复合材料结构优化方法

    公开(公告)号:CN107590325A

    公开(公告)日:2018-01-16

    申请号:CN201710758619.2

    申请日:2017-08-29

    Inventor: 夏奇 史铁林

    Abstract: 本发明属于复合材料结构优化方法领域,并公开了一种基于Shepard插值的纤维增强复合材料结构优化方法,其包括以下步骤:在复合结构设计域内均匀定义一系列离散设计点,利用设计点处纤维角度值通过Shepard插值格式构建一个连续全局函数来表达整个设计域纤维角度;定义纤维增强复合材料结构优化设计问题,设计目标为使结构的柔度最小化,设计约束包括平衡方程以及的上下界;划分有限元网格进行有限元分析,求解位移场;推导目标函数柔度关于设计变量的敏度,并利用有限元结果计算敏度;利用优化算法更新设计变量直到收敛。本发明优化结果充分利用材料性能,便于加工制造,并且设计变量减少优化效率较高。

    一种基于水平集拓扑优化的局部模态识别方法

    公开(公告)号:CN106570258A

    公开(公告)日:2017-04-19

    申请号:CN201610957089.X

    申请日:2016-11-03

    CPC classification number: G06F17/5018

    Abstract: 本发明公开了一种基于水平集拓扑优化的局部模态识别方法,其包括以下步骤:采用Delaunay三角剖分算法划分非结构化背景网格;通过水平集函数定义的设计边界来修改所述非结构化背景网格,以得到实际结构内部的非结构化三角网格;利用实际结构内部的非结构化三角网格进行有限元模态分析,取出前n阶模态振型与振动频率,其中n为正整数;对每阶模态振型定义未振动区域位移;将三角网格单元中心位移符合未振动区域位移定义的单元面积叠加求和以得到面积Vtiny;计算面积Vtiny与三角网格单元总面积Ventire的比值,并将所述比值与设定阀值进行比较,进而判断局部模态。

    基于点到直线距离的广义点集匹配方法

    公开(公告)号:CN103778433B

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201410019047.2

    申请日:2014-01-15

    Abstract: 本发明公开了一种基于点到直线距离的广义点集匹配方法,能够实现点集的快速、精确匹配。先从参考图像与目标图像中分别提取广义点集{p1,p2…pm}和{q1,q2…qn},点集是离散的,具有方向性;在寻找广义点集相对应点时,根据此参考点的索引序号和搜素半径,确定其邻域内的目标点的索引序号,用于快速查询目标点集;同时结合变邻域寻找最近点的方法,采用角度阈值及距离阈值,快速地建立有向点之间的对应关系;然后,根据点-线距离与点-点距离的等效转化方法,实现非线性优化问题与线性优化问题间的转化,从而利用最小二乘法获得匹配参数,实现了快速精确匹配,提高了计算效率。

    一种三维跨尺度碳电极阵列结构及其制备方法

    公开(公告)号:CN103588165B

    公开(公告)日:2016-04-13

    申请号:CN201310617991.3

    申请日:2013-11-27

    Abstract: 本发明公开了一种三维跨尺度碳电极阵列结构及其制备方法,该方法包括如下步骤:(1)清洗硅片,去除表面杂质和氧化层;(2)在硅片上涂覆负性光刻胶,并进行前烘;(3)用PDMS模板作为压印模板,进行压印工艺,得到光刻胶半球阵列结构;(4)用氧等离子体进行刻蚀,得到跨尺度的光刻胶阵列结构;(5)将跨尺度的光刻胶阵列结构进行热解,得到三维跨尺度碳电极阵列结构。该方法简单,便于控制,重复性好,制备的碳电极阵列结构稳定,具有大的比表面积和良好的生物兼容性,可广泛应用于微型超级电容、微型电池、生物芯片和微型传感器等微机电系统领域。

    一种跨尺度微纳米褶皱结构的制备方法

    公开(公告)号:CN104129752A

    公开(公告)日:2014-11-05

    申请号:CN201410335881.2

    申请日:2014-07-15

    Abstract: 本发明公开了一种跨尺度微纳米褶皱结构的制备方法,包括以下步骤:(1)清洗:将单晶硅片清洗干净并烘干;(2)匀胶:在单晶硅片上涂覆上一层光刻胶;(3)光刻:在单晶硅片上形成光刻胶阵列结构;(4)镀膜:在光刻胶阵列结构上镀上一层刚性薄膜;(5)热解:使光刻胶发生热解和收缩,刚性薄膜形成微纳米褶皱。本发明中光刻胶发生热解后形成的碳结构和刚性薄膜形成的微纳结构都具有较好的导电、导热性,可以用作微传感器、微燃料电池、生物芯片等微型器件的工作电极,能增大电极的比表面积及提高其工作效率。

    一种三维跨尺度碳电极阵列结构及其制备方法

    公开(公告)号:CN103588165A

    公开(公告)日:2014-02-19

    申请号:CN201310617991.3

    申请日:2013-11-27

    Abstract: 本发明公开了一种三维跨尺度碳电极阵列结构及其制备方法,该方法包括如下步骤:(1)清洗硅片,去除表面杂质和氧化层;(2)在硅片上涂覆负性光刻胶,并进行前烘;(3)用PDMS模板作为压印模板,进行压印工艺,得到光刻胶半球阵列结构;(4)用氧等离子体进行刻蚀,得到跨尺度的光刻胶阵列结构;(5)将跨尺度的光刻胶阵列结构进行热解,得到三维跨尺度碳电极阵列结构。该方法简单,便于控制,重复性好,制备的碳电极阵列结构稳定,具有大的比表面积和良好的生物兼容性,可广泛应用于微型超级电容、微型电池、生物芯片和微型传感器等微机电系统领域。

    一种电场辅助的硅通孔刻蚀工艺

    公开(公告)号:CN102956548A

    公开(公告)日:2013-03-06

    申请号:CN201210445356.7

    申请日:2012-11-09

    CPC classification number: H01L21/76898

    Abstract: 本发明公开了一种电场辅助的硅通孔刻蚀工艺,包括步骤:(1)在单晶硅片上旋涂光刻胶并通过光学光刻或电子束光刻得到光刻胶图形;(2)镀上银膜或金膜;(3)在电场之中,采用HF、H2O2和去离子水的混合溶液作为刻蚀剂进行金属催化刻蚀;(4)去除光刻胶;(5)去除单晶硅片上残留的金属膜并进行清洗处理。本发明通过在刻蚀过程中控制电场强度,由此形成从数十纳米至数百微米尺度的各种微纳米尺度通孔结构。

    一种太阳能电池光阳极的微纳复合结构及其制备方法

    公开(公告)号:CN102738298A

    公开(公告)日:2012-10-17

    申请号:CN201210179386.8

    申请日:2012-06-01

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 本发明公开了一种用于太阳能电池光阳极的微纳复合结构及其制备方法,包括:S1:在硅片上匀胶并进行光刻,制作微尺度光刻胶圆盘图形;S2:以光刻胶为掩膜,使用ICP干法刻蚀出微米级硅柱阵列;S3:将带有微米级硅柱阵列的硅片采用SPM工艺清洗并去除微米级硅柱表面的氧化层;S4:进行电化学镀在微米级硅柱表面镀一层银;S5:采用刻蚀剂进行金属催化刻蚀,在微米级硅柱表面制作纳米线并形成微纳复合结构;S6:去除微米级硅柱表面残留的银,并对微纳复合结构进行掺杂使纳米线整体及微米级硅柱表面为N型。本发明提供的微纳复合结构中纳米线垂直于微米柱表面,表面积大,陷光能力强,载流子收集效率高,适合制备高效率的太阳能电池。

    一种仿壁虎脚结构材料制造工艺

    公开(公告)号:CN102718181A

    公开(公告)日:2012-10-10

    申请号:CN201210168024.9

    申请日:2012-05-28

    Abstract: 本发明属于微纳仿生结构的制造工艺,具体涉及一种仿壁虎脚结构材料的制造工艺,①自组装聚苯乙烯小球,小球直径为100nm~1um;②等离子刻蚀聚苯乙烯小球;③镀保护层;④去除聚苯乙烯小球;⑤镀催化剂层;⑥湿法刻蚀;⑦旋涂光刻胶并光刻显影;⑧铸模并脱模:将聚二甲基硅氧烷PDMS倒在复合模具上,烘烤后从复合模具上剥离,得到微纳分层的仿壁虎脚结构材料。本发明可用于制造一种仿壁虎脚分层结构,该结构具有很强的吸附力又能轻易脱离吸附表面、且具有超疏水性、自清洁能力。

    一种基于基本特征频率的结构双尺度拓扑优化方法及设备

    公开(公告)号:CN119378140A

    公开(公告)日:2025-01-28

    申请号:CN202411279643.4

    申请日:2024-09-12

    Abstract: 本发明属于结构拓扑优化相关技术领域,其公开了一种基于基本特征频率的结构双尺度拓扑优化方法及设备,该方法包括以下步骤:(1)基于任意切割高度下的实际微结构的弹性矩阵及体积分数来获得整体刚度矩阵和整体质量矩阵,然后基于得到的整体刚度矩阵和整体质量矩阵通过拓扑优化模型来获得基本特征频率;其中,所述拓扑优化模型的设计变量为各网格单元的切割高度,目标函数是双尺度结构基本特征频率最大化,约束函数为整体结构的体积分数;(2)计算基本特征频率对切割高度的灵敏度,基于计算得到的灵敏度结果来更新设计变量,进而得到最优的双尺度结构。本发明提高了优化迭代的效率。

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