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一种基于超单元的多组件布局建模与结构优化设计方法，其特征在于包括下述步骤：(a)按照组件的外形、内部结构的精细尺寸进行建模和有限元划分建立组件的超单元模型，每个组件采用单个超单元分别存储，形状相同的组件共用一个超单元模型文件；(b)利用规则网格对设计空间进行有限元划分，形成结构网格，并在每个单元质心位置放置密度点，每个密度点对应一个拓扑优化密度设计变量，用来描述支撑结构的材料布局形式，保存结构网格文件；(c)读取组件超单元模型文件和结构网格文件，利用布尔运算将每个组件的超单元模型按照几何设计变量所确定的位置嵌入到结构网格中，布尔运算在组件周围结构网格中所生成的不规则形状进行自由网格划分，生成过渡网格，确保结构和组件的节点连接；(d)对组件结构系统模型进行有限元分析，获得结构整体应变能等指标；(e)对每个几何设计变量进行微小摄动，获得组件超单元模型和过渡网格在平动、转动后的刚度矩阵，进行刚度矩阵的差分运算，获得结构整体应变能等力学指标对几何设计变量的半解析灵敏度；(f)基于更新后的几何设计变量，重新读取组件超单元模型文件和结构网格文件，利用布尔运算将每个组件的超单元模型按照新的几何设计变量所确定的位置嵌入到结构网格中，继续进行布尔运算和过渡网格生成，形成新的结构系统有限元模型。 |
