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龙图腾网获悉华东交通大学申请的专利一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120354689B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510864674.4，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法是由占金青;伍光晗;刘敏;王华;王瑞洲设计研发完成，并于2025-06-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法，方法包括定义热驱动微纳柔顺机构的设计条件，以及设置材料属性指标；建立热驱动微纳柔顺机构有限元分析模型；获得结构位移响应；建立热驱动微纳柔顺机构拓扑优化模型；计算优化目标函数以及约束的灵敏度信息；对灵敏度信息进行光滑处理；采用移动渐进优化算法求解热驱动微纳柔顺机构的优化问题，并判断移动渐进算法收敛条件是否满足，如果满足，则输出最优的考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构的拓扑构型。本发明利用拓扑优化获得的热驱动微纳柔顺机构具有明显的尺度效应，随着特征长度相关的尺度参数增大，热驱动微纳柔顺机构拓扑构型发生变化，表明尺度效应变得更加显著。

本发明授权一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑尺度效应的热驱动微纳柔顺机构拓扑优化方法，其特征在于，所述方法包括： 定义热驱动微纳柔顺机构的设计条件，并设置所述热驱动微纳柔顺机构的各项材料属性指标； 基于修正偶应力以及引入非经典等效应力以建立所述热驱动微纳柔顺机构的有限元分析模型； 基于惩罚模型表示所述设计条件与所述材料属性指标的关系，根据所述关系推导出等效节点热载荷表达式，并进一步求解热固耦合有限元平衡方程，以获得所述热驱动微纳柔顺机构的结构位移响应； 以所述热驱动微纳柔顺机构的输出位移最大化为目标函数，并以所述热驱动微纳柔顺机构的体积为约束，建立热驱动微纳柔顺机构拓扑优化的数学模型，其中，所述热驱动微纳柔顺机构拓扑优化的数学模型的表达式为： ； 式中，表示机构输出位移，表示常量，其中，，表示单元数量，表示第个单元的设计变量单元密度，、、分别表示位移向量一、位移向量二、位移向量三，表示设计域的整体刚度矩阵，表示等效节点热载荷向量，表示第个单元弹性模量与实体材料弹性模量之间的关系函数，表示某时刻与初始时刻的温差，表示材料的线膨胀系数，表示弹性模量，表示材料泊松比，上角标表示转置符号，是将元素刚度矩阵转换为全局刚度矩阵的变换矩阵，为设计域，为经典力学的应变-位移矩阵，为偶应力理论的应变-位移矩阵，为经典理论单元弹性矩阵，为偶应力理论单元弹性矩阵，为约束函数，为单元体积，为机构初始体积，为机构体积约束，表示单元设计域； 根据所述热驱动微纳柔顺机构拓扑优化的数学模型计算所述热驱动微纳柔顺机构的优化目标函数的输出端位移以及约束体积的灵敏度信息； 采用灵敏度过滤技术修正所述优化目标函数以及所述灵敏度信息，并利用Heaviside映射函数对所述灵敏度信息进行光滑处理； 采用移动渐近优化算法求解所述热驱动微纳柔顺机构的优化问题，并判断所述移动渐近优化算法收敛条件是否满足，若是，则输出最优的热驱动微纳柔顺机构拓扑构型。

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