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一种代理模型驱动的梯度点阵夹层结构优化方法，其特征在于：(a)使用水平集函数描述点阵微结构的拓扑构型并确定原型点阵，以该原型点阵为基础使用形状插值技术获得样本点阵，基于所述样本点阵的水平集函数使用均匀化方法求得样本点阵的弹性张量，并根据所述样本点阵的相对密度和弹性张量搭建预测点阵单元力学属性的代理模型；(b)将待优化的夹层结构设定为初始夹层结构并将其进行切片化处理为若干切片层，基于所述代理模型采用变厚度法优化该夹层结构的各个切片层的密度，并根据优化后的各个所述切片层的密度分布，确定夹层结构的上面板、中间夹芯和下面板的厚度，同时获取中间夹芯层实体结构的体积所占夹层结构的体积率；(c)将步骤(b)得到的夹层结构使用有限元方法离散为若干单元，基于步骤(b)得到的中间夹芯层实体结构的体积所占夹层结构的体积率及所述代理模型，采用自由材料优化模型优化夹层结构的夹芯层内各点阵单元的密度；

本发明属于结构优化相关技术领域，其公开了一种代理模型驱动的梯度点阵夹层结构优化方法，所述方法包括以下步骤：(a)基于水平集函数构建原型点阵和样本点阵，计算样本点阵的弹性张量并将其用于搭建代理模型以用于预测点阵单元力学属性；(b)基于所述代理模型采用变厚度法优化各个切片层的密度，并根据优化后的切片层密度分布确定夹层结构的上面板、中间夹芯和下面板的厚度；(c)基于所述代理模型采用自由材料优化模型优化夹芯层内点阵单元的密度分布；(d)基于夹芯层内点阵单元的相对密度对其进行形状插值，以获取夹芯层内梯度点阵的具体构型，实现拓扑优化过程，提升夹层结构的力学性能。

夹层结构具有众多优异的性能，如超轻质、高比弯曲刚度/强度、高效吸收冲击能量、优异的声学和热学特性，广泛应用于航空航天、生物医学、建筑工程等相关结构设计领域。多尺度拓扑优化是一种有效的夹层设计方法，它能够高效地利用夹层结构的材料，使得夹层结构在给定的载荷条件下具有较低的质量和较好的力学性能。具有梯度点阵夹芯的夹层结构拓扑优化设计方法能充分发掘夹层结构上、下面板厚度分布，以及梯度点阵微结构的设计潜能，以最少的材料用量实现夹层结构的最佳性能。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明实现了夹层结构上、下面板厚度，点阵微结构在夹芯层内分布的同时优化，最大限度地发挥了材料潜力，充分提升了夹层结构的力学性能。

本发明由于采用了体心立方点阵作为原型点阵，并以原型点阵为基础通过形状插值获得一系列的梯度点阵，所有梯度点阵均基于原型点阵插值获得，保证了梯度点阵具有相似的拓扑构型，从而保证了夹芯层内部的梯度点阵微结构具有较好的连接性。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。