×

通过多尺度方法对添加剂制造进行分层填充。 (英语) Zbl 1464.74134号

总结:提出了一种数值方法,利用均匀化和优化生成用于添加剂制造的分层填充。给定形状和允许的级配阶段,通过数值均匀化计算分层填充物每层的宏观特性。然后,建立了一个多材料优化问题,以找到指定离散候选集的分布,该候选集在有限体积分数下最大化待打印对象的结构刚度。该公式被赋予了额外的倾覆约束,以实现在稳定配置中抵抗重力的物体。对自支撑正交各向异性菱形填料和刚性各向同性三角形填料的设计进行了数值模拟。

MSC公司:

第74页第10页 固体力学中其他性质的优化
2005年第74季度 固体力学平衡问题中的均匀化
74E30型 复合材料和混合物特性
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 楚,C。;格拉芙,G。;罗森,DW,《细胞结构增材制造设计》,计算机。辅助设计应用。,5, 5, 686-696 (2008)
[2] Allaire,G。;Bogosel,B.,《添加剂制造的优化支持》,结构。多磁盘。最佳。,58, 6, 2493-2515 (2018)
[3] 布鲁吉,M。;北卡罗来纳州帕罗里尼。;雷加佐尼,F。;Verani,M.,具有时间积分成本函数的拓扑优化,有限元。分析。设计,140,11-22(2018)
[4] 格伦,JP;Sigmund,O.,《高分辨率可制造微结构的基于均匀化的拓扑优化》,国际期刊Numer。方法工程,113,8,1148-1163(2018)
[5] Allaire,G。;Geoffroy-Donders,P。;Pantz,O.,用均匀化方法对调制和定向周期性微结构进行拓扑优化,计算。数学。申请。,78, 7, 2197-2229 (2019) ·Zbl 1443.74246号
[6] 莱温斯基,T。;索科,T。;Graczykowski,C.,Michell structures(2018),柏林:施普林格,柏林
[7] Eschenauer,医管局;Olhoff,N.,连续体结构的拓扑优化:综述,应用。机械。修订版,54、4、331-390(2001)
[8] 刘杰。;盖诺,AT;陈,S。;康,Z。;苏雷什,K。;武泽,A。;李,L。;加藤,J。;Tang,J。;王,CCL;Cheng,L。;X·梁。;To,AC,增材制造拓扑优化的当前和未来趋势,结构。多磁盘。最佳。,57, 6, 2457-2483 (2018)
[9] 孟,L。;张伟。;Quan,D。;施,G。;Tang,L。;Hou,Y。;Breitkopf,P。;朱,J。;Gao,T.,《从拓扑优化设计到增材制造:今天的成功和明天的路线图》,Arch。计算。方法工程(2019)·doi:10.1007/s11831-019-09331-1
[10] Plocher,J。;Panesar,A.,《添加剂制造中的设计和结构优化综述:走向下一代轻质结构》,Mater。设计(2019年)·doi:10.1007/s11831-019-09331-1
[11] 吴杰。;王,CCL;张,X。;Westermann,R.,用于增材制造的自支撑菱形填充结构,CAD计算。辅助设计,80,32-42(2016)
[12] 吴杰。;Aage,N。;韦斯特曼,R。;Sigmund,O.,《添加剂制造的填充优化——接近骨状多孔结构》,IEEE Trans。视觉。计算。图表。,24, 2, 1127-1140 (2018)
[13] 吴,Z。;夏,L。;王,S。;石涛,带子结构的层次网格结构拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,345602-617(2019)·Zbl 1440.74321号
[14] 阿尔扎赫拉尼,M。;Choi,S。;Rosen,DW,《使用相对密度映射法设计桁架状蜂窝结构》,Mater。设计,85,349-360(2015)
[15] Cheng,L。;Bai,J。;To,AC,功能梯度晶格结构拓扑优化,用于设计具有应力约束的可添加制造部件,计算。方法应用。机械。工程,344,334-359(2019)·Zbl 1440.74284号
[16] 韩,Y。;Lu,WF,基于拓扑优化的非均匀网格结构新设计方法,J.Mech。设计。事务处理。ASME(2018)·doi:10.1115/1.4040546
[17] Wang,Y。;张,L。;戴恩斯,S。;张,H。;Feih,S。;Wang,MY,用于添加剂制造的具有优化细观结构的梯度晶格结构设计,Mater。设计,142114-123(2018)
[18] Panesar,A。;阿卜迪,M。;希克曼,D。;Ashcroft,I.,《使用拓扑优化为添加剂制造推导的功能梯度晶格结构策略》,《添加剂制造》,第19期,第81-94页(2018年)
[19] 西格蒙德,O。;Aage,N。;Andreassen,E.,《关于michell结构的(非)最优性》,结构。多磁盘。最佳。,54, 2, 361-373 (2016)
[20] 吉比安斯基,LV;Sigmund,O.,《具有最大体积模量的多相复合材料》,J.Mech。物理学。固体,48,3461-498(2000)·Zbl 0989.74060号
[21] Stegmann,J。;Lund,E.,《通用复合材料壳体结构的离散材料优化》,国际J·数值。方法工程,62,142009-2027(2005)·Zbl 1118.74343号
[22] Svanberg,K.,《移动渐近线方法——结构优化的新方法》,国际J·数值。方法工程,24,2,359-373(1987)·Zbl 0602.73091号 ·doi:10.1002/nme.1620240207
[23] Arabnejad,S。;Pasini,D.,《通过渐进均匀化和与替代均匀化方法的比较得出的晶格材料的力学性能》,《国际力学杂志》。科学。,77, 249-262 (2013)
[24] Noor,AK,重复晶格结构的连续建模,应用。机械。修订版,41、7、285-297(1988)
[25] 库马尔,RS;麦克道尔,DL,《二维周期性胞状固体的广义连续体建模》,国际固体结构杂志。,41, 26, 7399-7422 (2004) ·Zbl 1076.74046号
[26] 哈萨尼,B。;Hinton,E.,《均匀化和拓扑优化综述——周期结构介质的均匀化理论》,计算。结构。,69, 6, 707-717 (1998) ·Zbl 0948.74048号
[27] Theerakittayakorn,K。;纳纳科恩,P。;Sam,P。;Suttakul,P.,《框架状周期性多孔固体有效弹性特性的精确形式》,Arch。申请。机械。,86, 8, 1465-1482 (2016)
[28] 维格利奥蒂,A。;Pasini,D.,拉伸和弯曲主导晶格材料的线性多尺度分析和有限元验证,机械。材料。,46, 57-68 (2012)
[29] 安德烈森,E。;Andreasen,CS,《如何使用数值均匀化确定复合材料性能》,计算。马特。科学。,83, 488-495 (2014)
[30] 蒂莫申科,SP;JN Goodier,《弹性理论》(1970),新加坡:McGraw-Hill,新加坡·Zbl 0266.73008号
[31] 议员本德瑟;Sigmund,O.,拓扑优化。理论、方法和应用(2004),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1059.74001号
[32] Kaw,K.,《复合材料力学》(2006),博卡拉顿:CRC出版社,博卡拉顿·Zbl 0918.73001号
[33] Vannucci,P.,《各向异性弹性》(2018),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1401.74001号
[34] 议员本德瑟;Kikuchi,N.,使用均匀化方法在结构设计中生成最佳拓扑,计算。方法应用。机械。工程师,71,2,197-224(1988)·Zbl 0671.73065号
[35] Bruggi,M.:通过晶格结构的分布进行对角和六边形的概念设计。前面。建筑环境。6, 80 (2020). doi:10.3389/fbuil.2020.00080
[36] 王,MY;Wang,X.,“颜色”水平集:一种多材料结构拓扑优化的多阶段方法,Comput。方法应用。机械。工程,193,6-8,469-496(2004)·Zbl 1060.74585号
[37] 桑德斯,ED;马萨诸塞州阿奎罗;Paulino,GH,具有任意体积和质量约束的多材料连续体拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,340798-823(2018)·Zbl 1440.74312号
[38] 布鲁吉,M。;Duysix,P.,一种基于应力的方法,用于具有材料或支撑单方面行为的结构的优化设计,Struct。多磁盘。最佳。,48, 2, 311-326 (2013)
[39] 普华永道克里斯滕森;Klarbring,A.,《结构优化简介》(2009),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1180.74001号
[40] 西格蒙德,O。;Maute,K.,拓扑优化方法,结构。多磁盘。最佳。,48, 1031-1055 (2013)
[41] Beckers,M.,使用离散变量对偶方法的拓扑优化,结构。最佳。,17, 14-24 (1999)
[42] 斯托尔佩,M。;Bendsöe,M.,周罗茨瓦尼问题的全局最优解,结构。多磁盘。最佳。,43, 151-165 (2011) ·Zbl 1274.74249号
[43] Aage,N。;安德烈森,E。;Lazarov,B.,使用PETSC进行拓扑优化:一个易于使用、完全并行、开源的拓扑优化框架Struct。多磁盘。最佳。,51, 565-572 (2013)
[44] Bruggi,M.,规则网格上混合有限元拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,305133-153(2016)·Zbl 1425.74372号
[45] Błachowski,B。;Gutkowski,W.,通过去除多余材料进行离散结构优化,工程优化。,40, 7, 685-694 (2008)
[46] Bourdin,B.,《拓扑优化中的过滤器》,国际期刊Numer。方法工程,50,9,2143-2158(2001)·Zbl 0971.74062号
[47] Bruyneel,M。;Duysinx,P.,关于连续体结构拓扑优化的注释,包括自重,结构。多磁盘。最佳。,245-256年4月29日(2005年)
[48] Divakara Shetty,S。;Shetty,N.,《聚乳酸的机械性能和应用研究——综述》,材料。2002年11月6日(2019年)研究扩展
[49] Wang,W。;王天勇;杨,Z。;刘,L。;唐,X。;Tong,W。;邓,J。;陈,F。;Liu,X.,具有皮肤框架结构的3D对象的成本效益打印,ACM Trans。图表。,32, 6, 1-10 (2013)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。