北京城市學院;北京恒創增材制造技術研究院有限公司;河北建筑工程學院徐振華獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京城市學院;北京恒創增材制造技術研究院有限公司;河北建筑工程學院申請的專利一種網殼結構模型生成方法、裝置和產品獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120087155B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510559419.9,技術領域涉及:G06F30/23;該發明授權一種網殼結構模型生成方法、裝置和產品是由徐振華;韓聰;林大岵;范哲人設計研發完成,并于2025-04-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種網殼結構模型生成方法、裝置和產品在說明書摘要公布了:本申請公開一種網殼結構模型生成方法、裝置和產品,涉及建筑結構優化技術領域,針對現有技術材料浪費、結構重量過大、施工效率低及復雜節點難以制造的問題。通過利用參數化建模工具進行網殼結構進行建模,并利用幾何找形優化工具對基礎網格形態進行幾何找形優化,采用網格優化工具對優化后的網格形態進行進一步優化,采用優化算法優化網殼結構的節點數量和材料用量;在有限元分析軟件中對優化后的網格形態進行結構模擬分析,評估應力分布和結構變形;使用拓撲優化軟件針對網殼節點的形態和受力情況進行拓撲優化,采用增材制造技術制造優化后的節點。通過本申請提供的方法能夠有效提高材料利用率,實現結構輕量化,降低結構重量,提升施工效率。
本發明授權一種網殼結構模型生成方法、裝置和產品在權利要求書中公布了:1.一種網殼結構模型生成方法,其特征在于,包括: 步驟S1,利用參數化建模工具進行網殼結構進行建模,并利用幾何找形優化工具對基礎網格形態進行幾何找形優化,生成基礎網格形態; 步驟S2,采用網格優化工具對優化后的網格形態進行進一步優化,生成優化后的網格形態; 步驟S3,采用優化算法優化網殼結構的節點數量和材料用量;具體是采用貪心算法與基于遺傳算法的多目標優化協同進行材料節約與輕量化設計,其中,所述貪心算法用于匹配網格線段與標準木方尺寸,所述基于遺傳算法的多目標優化同時優化三個關鍵指標:結構總重量、節點總數和木方使用量;步驟S3具體包括:貪心算法用于匹配網格線段與標準木方尺寸,從而最大化材料利用效率;步驟S31,利用列表表示不同橫截面尺寸下對應的標準木方長度; 步驟S32,利用列表表示經TriRemesh優化后生成的網格線段長度; 步驟S33,每次迭代中,從列表B中選擇一個,判斷是否滿足,其中; 步驟S34,若滿足,則將從列表B中移除,繼續選取B列表中值累加; 步驟S35,若不滿足,則將木材使用量增加1,并更新木方材料; 循環執行步驟S31-步驟S35,直到列表B為空;最終輸出每種標準木方的使用量,并據此計算木方總使用量及對應的木方總質量;結構節點總質量記為,則結構總重量,記為優化目標FO1計算公式如下: , 其中,表示結構總重量;表示節點總質量,由各節點質量按照數量累加得到;表示所使用的標準木方總重量; 在貪心算法完成得到初步結果后,進一步引入多目標優化算法,以實現協同優化; 步驟S4,在有限元分析軟件中對優化后的網格形態進行結構模擬分析,評估應力分布和結構變形;這一階段輸出的最優網殼形態為后續節點設計提供了邊界條件; 步驟S5,使用拓撲優化軟件針對網殼節點的形態和受力情況進行拓撲優化,以提高材料利用率; 步驟S6,采用增材制造技術制造優化后的節點,使用選擇性激光熔融或快速鑄造技術進行精密加工,確保結構精度和強度。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人北京城市學院;北京恒創增材制造技術研究院有限公司;河北建筑工程學院,其通訊地址為:101309 北京市順義區楊鎮北京城市學院;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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