申请/专利权人：河海大学

申请日：2023-11-10

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN117455064B

主分类号：G06Q10/04

分类号：G06Q10/04;G06Q10/087;G06F30/17;G06F30/18;G06F30/23;G06T17/20;G06F111/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于连续体结构拓扑优化的货格分配优化方法，该方法通过保证侧向刚度建立了货架的简化二维模型，将待放置货物自重作为拓扑优化时的荷载条件，建立了基于待放置货物重量的体积约束条件，采用SIMP变密度法进行拓扑优化设计，通过优化后结构形状确定货物最佳摆放位置和相应重量。该方法将货格分配实际问题与拓扑优化技术结合起来，使获得的拓扑结构能够反映优化后的货格分配，保证其在实际使用中的应用合理性。

主权项：1.一种基于连续体结构拓扑优化的货格分配优化方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：步骤1，将货架简化为二维模型，确定模型几何尺寸；步骤2，建立考虑自重荷载作用的货架有限元模型，分别定义货架和货物的材料属性，对货架结构施加荷载和边界条件，并按照货架的横梁、立柱与货物摆放位置之间的关系，设置横梁、立柱及货格空间接触面间的约束关系；步骤3，根据步骤2中的货架有限元模型，创建拓扑优化任务，设定货架结构的设计区域和非设计区域、优化目标及约束条件，采用SIMP变密度法进行拓扑优化设计；步骤4，根据步骤3得到的拓扑优化设计结果，确定预放置货物的最优货格分配及相应重量分配；所述步骤1中货架为一排，且所述横梁和立柱的长度和高度按实际几何尺寸取值；所述步骤2中将待放置货物的重量作为拓扑优化时的荷载条件，且同一批放置货物的材料属性和重量相同；所述步骤3中的设计区域为货架结构中除横梁、立柱和已放置货物的货格之外的区域；所述步骤3中设计区域的约束条件为： 式中：Vf表示体积约束分数；V0表示当前设计区域的体积；mf表示待放置货物的重量；m表示所有货格的最大承受重量；所述步骤3中采用SIMP变密度法进行拓扑优化设计的数学模型为： 式中：W表示货架的应变能；G表示待放置货物的自重荷载矢量；U表示待放置货物的整体位移矩阵；V表示设计区域的优化后体积；N表示设计区域划分网格的单元总数量；ρi表示第i个单元网格的单元密度；vi表示第i个单元网格的体积；表示体积约束系数，V0表示当前设计区域的体积；K表示待放置货物的整体刚度矩阵；ρmin表示单元密度的下限；ρmax表示单元密度的上限；步骤4中任一货格的重量分配公式具体为： 式中：表示第j个货格的重量分配；Vj表示第j个货格的优化后体积；Vjp表示第j个货格的初始体积；mj表示第j个货格的初始最大承受重量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河海大学 一种基于连续体结构拓扑优化的货格分配优化方法

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