一种考虑梯度界面的多材料涡轮盘拓扑优化方法

本发明提供了一种考虑梯度界面的多材料涡轮盘拓扑优化方法，该方法结合实际工程问题，定义涡轮盘径向截面设计域；建立应力最小化的考虑梯度界面的多材料结构拓扑优化数学模型；使用分段Heaviside投影函数得到梯度材料相的密度场投影；基于标准SIMP法和分段Heaviside函数建立多梯度材料弹性模量及应力插值模型；根据有限元计算，得出涡轮盘截面的位移矩阵；根据插值模型及位移矩阵，进一步计算单元von Mises应力及目标函数全局应力；采用伴随法求解全局应力灵敏度；计算质量灵敏度；通过移动渐近线法更新设计变量；过滤设计变量，得到多梯度材料涡轮盘设计。能够提高多材料涡轮盘的设计效率，实现了多材料界面间的多梯度材料过渡，适用于增材制造。