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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种结果逼近的多目标拓扑优化方法、系统、介质和设备，该方法针对单材料填充的多目标拓扑优化结果集范围小的问题，结合多材料拓扑优化方法，形成更大的整体可行结果域；通过调节多种材料的填充比例实现向目标结果点的逼近，并通过对多材料优化结果集进行多项式插值、近似结果点逆求解，实现了整体可行结果域中目标结果点的获取；在多目标拓扑优化迭代求解过程中，使用变密度法SIMP计算微单元等效性能，并通过改进优化准则OC将有限元单元的中间单元密度逐步向两极化推进，进而更好达到收敛条件，实现了指定性能的多材料多目标拓扑优化，显著地扩大了整体可行结果域范围，实现对目标结果点的获取。

主权项：1.一种结果逼近的多目标拓扑优化方法，其特征在于，包括下述步骤：定义拓扑优化基本参数，选定多种填充材料；给定优化结构的各个需求目标函数值；使用均匀化方法求解选定的各种填充材料的弹性矩阵、热弹性矩阵；求解单材料优化结果集，以单材料优化结果集为基础组成整体可行结果域，所述单材料优化结果集为：在以各个目标函数值为坐标轴的向量空间中，在当前的材料比例下，遍历所有预设定的目标函数权重采样组合所得到的多目标优化结果点组成的点集；所述以单材料优化结果集为基础组成整体可行结果域，具体步骤包括：对于每一个单材料优化结果集，以自身为下边界，以上方与当前单材料优化结果集空间距离上最靠近的另一个单材料优化结果集为上界，两个单材料结果集中极端目标函数权重组合的优化结果点对应相连形成的直线作为左右边界，形成多个局部可行结果域，所有局部可行结果域的并集组成整体可行结果域；细分整体可行结果域，缩小目标结果点所在的可行结果子域，调节材料填充比例；所述调节材料填充比例，具体步骤包括：判断上次迭代所得的多材料优化结果集与目标结果点的位置关系，若目标结果点在多材料优化结果集的上方，则增加上方与目标结果点空间位置最近的单材料优化结果集所对应的单材料含量，并减少下方与目标结果点空间位置最近的单材料优化结果集所对应的单材料含量，下方材料减少的量等于上方材料增加的量；若目标结果点在多材料优化结果点集的下方，则增加下方与目标结果点空间位置最近的单材料优化结果集所对应的单材料含量，并减少上方与目标结果点空间位置最近的单材料优化结果集所对应的单材料含量，上方材料减少的量等于下方材料增加的量；基于当前材料填充比例求解多材料填充的优化结果集；求解多材料优化结果集中的近似结果点：采用多项式插值方法将多材料优化结果集拟合得到拟合函数，将拟合函数代入预设定的目标函数值逆求解出近似结果点的剩余目标函数值以及拓扑结构；判断近似结果点是否满足预设的判断条件，若满足，则输出结果，否则，返回细分整体可行结果域，调节材料填充比例步骤，预设的判断条件为：近似结果点的各个目标函数值在误差范围内分别都与各个目标函数的预设定值相等。

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