摘要
本发明提供一种介电弹性体形状和多材料软体机器人拓扑优化方法,该方法包括:定义软体机器人结构设计域、初始化设计变量和边界条件,采用序列多材料插值模型惩罚刚度矩阵,利用欧姆定律与电压衰减系数模型,计算介电弹性体的电场强度,利用超弹材料理论模型结合热力学框架,求解介电弹性体的麦克斯韦应力场,通过构建力学平衡方程,将应力场映射为结构的等效节点载荷求解出结构的位移响应,建立介电弹性体驱动形状和多材料软体机器人拓扑优化数学模型;求解目标函数及约束的灵敏度信息,利用Heaviside过滤方法修正灵敏度信息;采用移动渐近算法更新设计变量,当拓扑优化模型满足收敛条件准则得到最优的本体构型。
技术关键词
软体机器人
拓扑优化方法
超弹材料
过滤方法
应力场
介电弹性体驱动
插值模型
电荷守恒定律
变量
机电耦合系统
矩阵
拉格朗日乘子法
密度
电场
刚度
虚拟弹簧
方程
算法
节点