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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种薄壁加筋结构一体优化设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121479976B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610019454.6，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种薄壁加筋结构一体优化设计方法是由白影春;季炜设计研发完成，并于2026-01-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种薄壁加筋结构一体优化设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种薄壁加筋结构一体优化设计方法，涉及超轻量化结构设计方法相关领域，包括建立以结构柔度为目标、体积分数为约束的拓扑优化有限元模型；获取用于薄壁形貌设计变量场各向同性滤波中半径和薄壁厚度的关系；获取用于薄壁形貌设计变量场中的各向同性滤波矩阵；通过两步各向异性‑各向同性滤波和Sigmoid投影操作，提取中间场和薄壁场；通过对加筋变量场进行各向异性滤波和Sigmoid投影获得筋条场；结合中间场、薄壁场和筋条场，构建材料插值模型；计算结构的柔度；基于结构柔度、密度及灵敏度；根据灵敏度更新薄壁厚度场、薄壁形貌场和加筋变量场。本发明提高了薄壁加筋结构的轻量化设计效果和效率，在多个高科技领域具有重要的工程应用价值。

本发明授权一种薄壁加筋结构一体优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种薄壁加筋结构一体优化设计方法，其特征在于，所述薄壁加筋结构一体优化设计方法包括以下步骤： 步骤1：建立以结构柔度为目标、体积分数为约束的拓扑优化有限元模型，并设置最小薄壁厚度和最大薄壁厚度； 步骤2：对薄壁厚度场进行各向同性PDE滤波，获取用于薄壁形貌设计变量场各向同性滤波中半径和薄壁厚度的关系； 步骤3：根据半径和薄壁厚度的关系表达式，获取用于薄壁形貌设计变量场中的各向同性滤波矩阵； 步骤4：通过两步各向异性-各向同性滤波和Sigmoid投影操作，提取中间场和薄壁场； 步骤5：通过对加筋变量场进行各向异性滤波和Sigmoid投影获得筋条场； 步骤6：结合中间场、薄壁场和筋条场，构建材料插值模型； 步骤7：结合材料插值模型进行有限元分析，计算结构的柔度； 步骤8：求解获得结构柔度和密度，及二者相对于设计变量的灵敏度； 步骤9：根据推导的灵敏度，采用移动渐近线法更新薄壁厚度场、薄壁形貌场和加筋变量场； 步骤10：满足收敛条件时，优化迭代停止并输出优化结果，否则重复步骤2至步骤9； 在步骤2中，首先借助各向同性PDE滤波来避免薄壁厚度场出现棋盘格现象和网格依赖性，建立滤波场与薄壁厚度的插值函数，PDE滤波的求解格式如下： ； 式中，为梯度算子，为滤波前的密度场，为滤波后的密度场，系数矩阵定义为： ； ； ； 式中，为单元滤波方向坐标系的三个基向量，为该三个基向量组成的矩阵，为对应三个基向量方向的滤波半径，为对应三方向滤波半径的对角矩阵； 对薄壁厚度场进行各向同性PDE滤波，其三个基向量方向的第一滤波半径满足，滤波后的场与薄壁厚度的插值函数表示为： ； 式中，和分别为薄壁厚度所允许的最小值和最大值； 其次，构建薄壁形貌设计变量场中各向同性滤波的第三滤波半径和薄壁厚度的关系表达式； 单元薄壁厚度决定薄壁形貌设计变量场中各向同性滤波器的单元第三滤波半径，即： ； ； 表示第二步各向同性PDE滤波的滤波半径对角矩阵，表示对角矩阵创建函数。

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