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公开(公告)号：CN119885317A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411860382.5
申请日：2024-12-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明提供一种拓扑优化结果的CAD模型重构方法及装置，涉及计算机建模技术领域，方法包括：网格预处理，组件型网格分割，面片型网格分割，得到至少两个子网格面片，对各个子网格面片进行参数化，得到最终参数化结果，基于最终参数化结果进行均匀插值采样，得到采样点，利用采样点生成样条曲面，装配样条曲面，生成与所述三维拓扑优化果对应的重构CAD模型。本发明的网格模型重构方法不仅具有高自动化程度、强可实现性和操作简单等优点，并且不局限于管状的拓扑优化结构，在处理管状和非管状模型特征时效果无明显差异，具有更强的通用性，能够适应工业结构优化的多样性需求，同时可以提升三角网格模型至CAD模型的重构效率和重构效果。
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公开(公告)号：CN119479936A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411594173.0
申请日：2024-11-08
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/10 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及等几何拓扑优化技术领域，该方法基于优化设计参数信息构建宏观结构设计域和微观结构设计域，并基于根据微观结构密度和预设等效弹性张量预测模型获取的微观结构等效弹性张量构建材料插值模型，构建预设等几何拓扑优化模型，并基于计算获得的宏观灵敏度和微观灵敏度更新设计变量，获得目标宏观设计变量和目标微观设计变量，分别生成目标宏观结构和目标微观结构，对将目标微观结构填充至目标宏观结构中形成的粗糙优化多尺度结构进行光滑化处理，获得目标复杂设计域多尺度结构模型，突破了现有等几何并发拓扑优化难以优化复杂多尺度模型的瓶颈。
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公开(公告)号：CN119400322A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411523051.2
申请日：2024-10-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供一种基于H积滤波的等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及结构拓扑优化技术领域，根据待优化结构的模型构建参数信息，以待优化结构的控制点相对密度作为设计变量，以结构柔度最小为优化目标，以材料的体积分数为约束，构建预设等几何拓扑优化模型，并计算预设等几何拓扑优化模型的灵敏度，基于灵敏度采用优化准则法对设计变量进行更新，直至满足预设收敛条件，基于获得的目标等几何拓扑优化模型，获取目标单元密度分布以及目标拓扑构型。通过将约束条件引入到设计变量的滤波过程中，解决了在拓扑优化中引入大量约束的问题，在不增加优化问题复杂度以及损耗结构性能的同时，能够显式地获得满足拔模约束的优化结果。
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公开(公告)号：CN115455507A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202211122338.5
申请日：2022-09-15
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于结构优化设计相关技术领域，并公开了一种基于在线机器学习的等几何拓扑优化方法。该方法包括下列步骤：S1构建待优化结构的优化模型，并对其设计域进行几何细网格和有限元粗网格的划分；S2进行区域划分，基于子区域内的控制点密度进行区域密度映射，并计算相应子区域的柔度，以此获取每个子区域的灵敏度；S3更新所述控制点和细单元密度，通过提取子区域信息构成数据集，对机器学习模型进行训练，调整预测；S4判断当前迭代次数是否达到总迭代次数，如果否，返回步骤S2；否则，结束。通过本发明，解决拓扑优化过程中计算效率低且不适用三维设计的问题。
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公开(公告)号：CN113191016B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202110551261.2
申请日：2021-05-20
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于数字化设计相关技术领域，并公开了一种基于体表达模型的多材料产品建模分析一体化方法。该方法包括下列步骤：S1构建其初始三维几何模型和初始材料模型；S2给定NURBS体模型，将初始三维几何模型和材料模型映射至所述NURBS体模型中，以此获得待成型产品的三维NURBS模型；S3采用等几何分析的方法对待成型产品的三维NURBS模型进行性能分析，调整初始材料和几何模型，直至获得的三维NURBS模型满足预设条件，以此实现待成型产品建模分析一体化设计。通过本发明，解决现有等几何分析方法中几何模型、材料模型以及等几何分析模型不能统一数字化表达，以及不能在等几何分析过程中对复杂模型进行分析的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112587233B
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202011455054.9
申请日：2020-12-10
Applicant: 华中科技大学
IPC: A61B34/10
Abstract: 本发明属于手术仿真相关技术领域，并公开了一种模拟气管内插管术的方法及系统。该方法包括下列步骤：S1构建人体头部和颈部、喉镜和导管的三维网格化模型；S2调整人体三维仿真网格模型的角度和位置，移动喉镜的三维模型和导管进入口腔中实现内插管，其中，进入过程中，分别判断喉镜和导管是否与口腔内的组织发生碰撞，当碰撞发生时，计算发生碰撞部位的变形量和受到的力；S3将碰撞部位的变形量和受到的力进行反馈和呈现。通过本发明，实现模拟气管内插管术的虚拟手术，有效规避现有技术中手术物资匮乏和手术风险，促进现有医学水平发展。
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公开(公告)号：CN119670405A
公开(公告)日：2025-03-21
申请号：CN202411734764.3
申请日：2024-11-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/10 , G06F119/14 , G06F119/02
Abstract: 本发明提出了一种面向等几何分析的高效疲劳拓扑优化方法，属于几何分析技术领域技术领域，主要包括以下步骤：构造疲劳问题模型根据设计域需求，划分多层网格法层数与设计域大小，利用h插入生成最低层级的等几何节点向量；根据等几何节点向量，组装多重网格方法的各级插值算子和延拓算子；分解并存储载荷谱中的独立载荷分量，并求解各独立载荷分量的组合权重；根据权重组装得到整体应力谱；评估单元疲劳损伤的疲劳约束；根据增广拉格朗日法将疲劳约束拓扑优化问题近似表达；进行等几何分析设计变量的更新迭代，直到根据设计变量改变量判断疲劳约束拓扑优化问题收敛。本方案改善了多循环一般疲劳载荷谱的简化计算和计数问题，降低了求解成本。
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公开(公告)号：CN119400326A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411560266.1
申请日：2024-11-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明提出了一种基于BESO的瞬态载荷下的粘弹性等几何拓扑优化方法，属于等几何拓扑优化技术领域，包括如下步骤：将待设计模型进行等几何网格化，获得每个单元对应的控制点和高斯点坐标；构建长期全局刚度矩阵和全局质量矩阵；确定优化的目标体积；在构建长期全局刚度矩阵的基础上，获得切线刚度矩阵和历史刚度矩阵，进行粘弹性等几何分析。根据优化问题定义，计算结构的目标值，并采用伴随方法计算目标函数相对于设计变量的灵敏度；将每个单元的灵敏度值通过距离过滤器过滤后，通过NURBS过滤器扩展成控制点处的灵敏度，建立全局灵敏度场；按照设定的进化比参数，更新设计变量。本发明能准确模拟结构在复杂动态加载下的响应。
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公开(公告)号：CN119397792A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411523026.4
申请日：2024-10-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/10 , G16C60/00 , G06T17/20 , G06T17/30 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F119/08
Abstract: 本申请提供一种基于体空间域映射模型的等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及等几何拓扑优化技术领域，该方法包括:根据待优化几何模型三角面片信息获取的映射点集和基于映射点集和三维NURBS体生成的初始映射体模型，生成重构映射体模型；基于重构映射体模型标记设计域并组装预设目标结构参数矩阵，以设计域的模型构建参数为设计变量，以预设目标结构参数最小为优化目标，构建预设等几何拓扑优化模型，基于灵敏度采用优化准则法对预设等几何拓扑优化模型的设计变量进行更新，直至满足预设收敛条件，获得待优化几何模型对应的目标几何模型，以解决现有等几何拓扑优化方法难以用于复杂拓扑结构模型的拓扑优化工程应用的问题。
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公开(公告)号：CN113887095B
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202111055883.2
申请日：2021-09-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种基于等几何分析的渐进式结构拓扑优化方法，包括以下步骤：(1)设定设计变量为设计域内任意一点的密度值，构建优化模型，并将设计域进行划分以得到等几何背景网格；(2)采用扩展有限元的计算法则分别对各类单元的单元刚度进行求解，进而得到该结构的整体位移向量；(3)结合设定的单元人工密度及整体位移向量计算获得单元敏度值；(4)将单元敏度值作为单元中心点敏度，并作为样本点拟合NURBS敏度场；(5)选择密度阈值来对当前的NURBS敏度场进行截取以更新设计变量；(6)判断目标函数是否收敛，若收敛，则拓扑优化结束；否则调转至步骤(2)。本发明稳定有效，适用性较好。
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