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龍圖騰網獲悉北京工業大學申請的專利一種基于分層法對功能梯度材料結構進行拓撲優化方法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：CN114492123B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12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：202210060082.3，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權一種基于分層法對功能梯度材料結構進行拓撲優化方法是由易鑫;邵東;劉婧芳設計研發完成，并于2022-01-19向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于分層法對功能梯度材料結構進行拓撲優化方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于分層法對功能梯度材料結構進行拓撲優化方法，涉及功能梯度材料結構技術領域，具體為用成分分布函數描述功能梯度材料組分隨空間的變化，通過功能梯度材料的成分分布函數求解材料內部各位置材料參數，通過軟件的子程序接口進行功能梯度材料二次開發，建立一個仿真模型，通過二次開發子程序得到功能梯度材料結構只受到溫度載荷情況下溫度場的變化，再建立同一個功能梯度材料結構的仿真模型，通過軟件自帶的分層功能，導入之前所得溫度場，以分層法思想近似模擬功能梯度材料的材料特性進行拓撲優化。

本發明授權一種基于分層法對功能梯度材料結構進行拓撲優化方法在權利要求書中公布了：1.一種基于分層法對功能梯度材料翼舵結構進行拓撲優化方法，其特征在于：包括通過將熱學仿真與拓撲優化分成兩個模型先后進行，以分層法思想近似模擬功能梯度材料的材料特性進行拓撲優化： 用成分分布函數描述功能梯度材料組分隨空間的變化，通過功能梯度材料的成分分布函數求解材料內部各位置的彈性模量、泊松比、導熱系數和比熱，通過軟件的子程序接口進行功能梯度材料二次開發，得到翼舵結構在只承受熱學載荷時不同時間的溫度場，在新的模型導入所得溫度場，通過軟件自帶的分層復合材料功能，以分層法思想近似模擬功能梯度材料的材料特性進行拓撲優化： 用成分分布函數描述功能梯度材料組分隨空間的變化，以線彈性材料A和B組成的復合材料作為功能梯度材料，隨著厚度方向坐標逐漸增大，材料A所占體積分數逐漸降低，材料B所占體積分數逐漸增大，兩種材料的力學參數不同，不同位置處的力學參數必然不同，功能梯度材料力學參數隨研究點位置的變化而變化的根本原因材料力學參數是位置的函數； 通過功能梯度材料的成分分布函數求解材料內部各位置的彈性模量、泊松比、導熱系數和比熱，在將理想化功能梯度材料中，材料A與B集中表示，在不考慮A與B之間的相互作用時，功能梯度材料厚度方向的力學參數及熱學參數為材料A與材料B的組合，此時功能梯度材料沿厚度方向的力學參數及熱學參數由材料A與材料B的力學參數及熱學參數和功能梯度材料的成分分布函數表達； 通過軟件的子程序接口進行功能梯度材料二次開發，ABAQUS提供了用戶自定義子程序接口，包括用于定義材料屬性的子程序UMAT及定義材料熱力學屬性的子程序UMATHT，通過軟件的子程序接口，使用FORTRAN語言編寫子程序，用戶自定義特定問題的本構模型；功能梯度材料基于程序的子程序二次開發，實現統一彈塑性本構模型的自定義； 通過二次開發得到翼舵結構在只承受熱學載荷時不同時間的溫度場，在新的模型導入所得溫度場，在第一個模型中采用二次開發得到翼舵結構在只承受熱學相關載荷時整個翼舵結構不同時間的溫度場，在第二個模型中導入第一個模型所得溫度場并進行拓撲優化。

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