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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种梯度多构型点阵结构的多尺度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：CN116386781B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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：202310321514.6，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化方法是由肖蜜;刘喜亮;高亮设计研发完成，并于2023-03-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化方法在说明书摘要公布了：本发明属于结构优化相关技术领域，其公开了一种梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化方法，包括以下步骤：1获取每种构型的点阵单胞的原型水平集函数；2基于各个原型水平集函数进行形状插值以获得M类等效密度值呈等差数列的样本点阵单胞，并计算其等效弹性张量，进而构建M个Kriging预测模型；3构建Kriging模型辅助的均匀多相材料插值模型，然后构建梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化模型，进而优化设计域内不同构型点阵单胞的分布及其等效密度；4选取原型水平集函数，插值获取梯度多构型点阵单胞并回填，优化结束。本发明实现了结构设计区域内不同构型点阵单胞的分布及其等效密度值的同时优化。

本发明授权一种梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1选用M种构型的点阵单胞作为候选点阵单胞，并采用水平集函数分别对每种构型的点阵单胞进行几何描述，以获得M个原型水平集函数；其中，M为大于2的正整数； 2依次采用形状插值对每个原型水平集函数进行插值以获得M类等效密度值呈等差数列的样本点阵单胞，采用均匀化方法计算样本点阵单胞的等效弹性张量，并基于各种构型点阵的样本点阵单胞的弹性张量数据分别构建Kriging预测模型，从而获得M个Kriging预测模型； 3基于M个Kriging预测模型构建Kriging模型辅助的均匀多相材料插值模型，采用Kriging模型辅助的均匀多相材料插值模型获得有限元单元的弹性张量，然后构建梯度多构型点阵结构的多尺度拓扑优化模型，基于所述多尺度拓扑优化模型优化设计域内不同构型点阵单胞的分布及其等效密度，获得优化后的设计域内点阵单胞的构型及其等效密度值； 4基于优化后的设计域内点阵单胞的构型及其等效密度值选取点阵单胞对应的原型水平集函数，然后基于优化后的点阵单胞的等效密度值采用形状插值获取优化后的点阵单胞，将优化后的点阵单胞回填至相应位置，获得优化后的梯度多构型点阵结构； Kriging模型辅助的均匀多相材料插值模型的数学表达式为： 其中，是插值后的有限元单元的弹性张量，m=1，2，…，M，M是原型水平集函数的总数，n=1，2，…，N，N是设计域内有限元单元的总数，表示点阵单胞的弹性张量，i，j，k，l =1，2，…，d，d是空间维度，是连续设计变量经过密度过滤后的值，是点阵单胞的等效密度的连续设计变量，是一个用于避免矩阵奇异的远小于1的正数，是点阵单胞构型的离散设计变量，且满足，表示惩罚参数。

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