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龙图腾网获悉燕山大学;秦皇岛市海港区交通运输局申请的专利基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计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：CN116484659B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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：202211091127.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计方法是由李永欣;孔维瑜;贺星星;曲亮设计研发完成，并于2022-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计方法，其包括以下步骤，步骤1：建立初始待优化结构的有限元模型，计算线性等效静态载荷；步骤2：计算待优化结构塑性变形阶段的模量比例系数；步骤3：根据计算的模量比例系数修正结构的等效静态载荷；步骤4：根据修正后的等效静态载荷进行非线性拓扑优化得到吸能点阵胞元构型，实现结构轻量化设计。本发明基于材料和几何非线性数值修正等效静态载荷法，通过模量比例系数和应变矩阵修正系数对等效静态载荷法进行修正，实现结构的非线性拓扑优化；根据优化结果重构点阵胞元构型的三维模型，得到吸能点阵胞元构型的几何参数化模型，用于压缩承载工况下点阵结构的轻量化设计。

本发明授权基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于修正等效静态载荷法的结构轻量化设计方法，其特征在于，其包括以下步骤： 步骤1：建立初始待优化结构的有限元模型，计算线性等效静态载荷； 对待优化结构进行非线性动态有限元分析，根据线弹性等效静态载荷法计算坐标z方向的等效静载，如下所示： Fi,t＝KLzDt； 式中：Fi,t表示动态分析历程中坐标i方向上t采样时刻的等效静载；KL表示结构刚度矩阵；zDt表示t采样时刻动态分析的位移向量；t表示采样时间；i表示坐标编号，分别为x、y或z； 步骤2：计算待优化结构塑性变形阶段的模量比例系数； 步骤21：根据结构非线性动态有限元分析结果，提取结构单元的应力和应变，获得结构单元的应力增量与应变增量，如下所示： 式中：Δσt表示t采样时刻的应力增量；Δεt表示t采样时刻的应变增量；Δσxt、Δσyt和Δσzt分别表示坐标x、坐标y和坐标z方向t采样时刻的应力增量；Δεxt、Δεyt和Δεzt分别表示坐标x、坐标y和坐标z方向t采样时刻的应变增量； 所述的应力增量和应变增量获取方法如下所示： 式中：σit-1表示t-1采样时刻坐标i方向的结构单元应力；εit-1表示t-1采样时刻坐标i方向的结构单元应变； 步骤22：确定应力与应变的关系，获得结构单元的等效塑性模量； 步骤23：计算t采样时刻坐标z方向的等效塑性模量与线弹性杨氏模量E的比值，得到模量比例系数，如下所示： 式中：λzt表示坐标z方向t采样时刻的模量比例系数；表示结构单元在坐标z方向t采样时刻的等效塑性模量；E表示线弹性杨氏模量；m表示t到t-1采样时刻应变增量不为0的实体单元数量；j表示结构单元的编号；和分别表示坐标x、坐标y和坐标z方向t采样时刻第j个结构单元的应力增量；表示坐标z方向t采样时刻第j个结构单元的应变增量； 步骤3：根据计算的模量比例系数修正结构的等效静态载荷； 步骤31：根据计算的模量比例系数采用增量方式修正等效静态载荷，修正表达式如下所示： 式中：表示坐标i方向上t采样时刻对应的修正等效静载；表示坐标i方向上t-1采样时刻对应的修正等效静载；λit表示坐标i方向上t采样时刻的修正系数；Fi,t表示坐标i方向上t采样时刻对应的等效静载；Fi,t-1表示坐标i方向上t-1采样时刻对应的等效静载，当t取值为0时，初始载荷 步骤32：结构单元应变与节点位移间通过应变矩阵建立关系，提出应变矩阵系数，根据弹塑性阶段和线弹性阶段应变矩阵系数的比值得到应变矩阵修正系数；计算应变矩阵修正系数βt，如下所示： 式中：βt表示应变矩阵修正系数；表示弹塑性阶段应变矩阵系数；表示线弹性阶段应变矩阵系数； 步骤33；根据计算的应变矩阵修正系数，对模量比例系数修正的等效静态载荷进一步进行数值修正，如下所示： 式中：表示坐标i方向t采样时刻二次修正后的等效静态载荷； 步骤4：根据修正后的等效静态载荷进行非线性拓扑优化计算，对拓扑优化结构进行重构得到吸能点阵胞元构型，实现结构轻量化设计； 获取步骤33中修正后的等效静态载荷作为输出结果，重构非线性拓扑优化的优化结果，得到新型点阵胞元构型的几何参数化模型，实现结构轻量化设计。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人燕山大学;秦皇岛市海港区交通运输局，其通讯地址为：066004 河北省秦皇岛市河北大街西段438号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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