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用于可添加制造的具有多边形特征的自支撑结构的拓扑优化。 (英语) Zbl 1440.74455号

总结:本工作旨在开发一种可直接通过添加制造(AM)实现的自支撑结构拓扑优化设计方法。在该方法中,引入多边形特征孔作为基本设计原语,其运动、变形和交点允许控制结构拓扑。此外,悬挑约束直接引入到几何描述中,以便沿悬挑边界的倾斜角度不小于临界悬挑角度(COA)。同时,通过多边形修改和重新优化,由多边形相交引起的不可打印V形区域逐渐消除。数值算例验证了该方法的有效性。

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74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
第74页第15页 固体力学优化问题的拓扑方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 李,Q。;Chen,W。;刘,S。;Tong,L.,考虑连接约束的结构拓扑优化,结构。多磁盘。最佳。,54, 971-984 (2016)
[2] O.Diegel,S.Singamneni,S.Reay,A.Withell,可持续产品设计工具:增材制造,2010。;O.Diegel,S.Singamneni,S.Reay,A.Withell,《可持续产品设计工具:添加剂制造》,2010年。
[3] 高,W。;Zhang,Y。;拉马努扬,D。;拉马尼,K。;陈,Y。;威廉姆斯,C.B。;王,C.C。;Shin,Y.C。;张,S。;Zavattieri,P.D.,《工程中增材制造的现状、挑战和未来》,计算机。辅助设计。,69, 65-89 (2015)
[4] 卡塔维,A。;Ablat,M.A.,《添加剂制造的设计考虑:熔融沉积建模》,Open J.Appl。科学。,7, 291 (2017)
[5] Calignano,F.,通过选择性激光熔化对铝和钛合金悬挑结构支架的设计优化,Mater。设计。,64, 203-213 (2014)
[6] 摩根,H。;Cherry,J。;Jonnalagadda,S。;尤因·D·。;Sienz,J.,《金属部件附加层制造的零件定向优化》,国际先进制造技术杂志。,86, 1679-1687 (2016)
[7] 斯特拉诺,G。;郝,L。;埃弗森,R。;Evans,K.,《添加剂制造中支撑结构设计和优化的新方法》,《国际先进制造技术》。,1-8 (2013)
[8] Das,P。;Chandran,R。;萨曼特,R。;Anand,S.,《用于最小化零件误差和支撑结构的增材制造中的最佳零件构建方向》,Proc。制造,1343-354(2015)
[9] 侯赛因,A。;郝,L。;严,C。;埃弗森,R。;Young,P.,《用于金属增材制造的先进晶格支撑结构》,J.Mater Process。技术。,213, 1019-1026 (2013)
[10] Vanek,J。;加利西亚,J.A.G。;Benes,B.,《聪明的支持:数字制造的高效支持结构生成》,(计算机图形论坛(2014),威利在线图书馆),117-125
[11] 杜马斯,J。;Hergel,J。;Lefebvre,S.,《缩小差距:3D打印的自动化稳定脚手架》,ACM Trans。图表。,33, 98 (2014)
[12] Barnett,E。;Gosselin,C.,替代添加剂制造材料的弱支撑材料技术,添加剂制造,895-104(2015)
[13] 胡克。;Jin,S。;Wang,C.C.,支持基于单一材料的添加剂制造的减肥,计算机。辅助设计。,65, 1-10 (2015)
[14] 李里,M。;梅利,L。;托蒂,F。;Mazur,M。;Brandt,M.,《添加剂制造的最佳拓扑:实现无支撑最佳结构的添加剂制造的方法》,Mater。设计。,63, 678-690 (2014)
[15] D.Brackett,I.Ashcroft,R.Hague,《增材制造的拓扑优化》,摘自:《固体自由制造研讨会论文集》,德克萨斯州奥斯汀,2011年,第348-362页。;D.Brackett,I.Ashcroft,R.Hague,《增材制造的拓扑优化》,摘自:《固体自由制造研讨会论文集》,德克萨斯州奥斯汀,2011年,第348-362页。
[16] Clausen,A.,《增材制造的拓扑优化》(2016),丹麦科技大学
[17] A.T.Gaynor,J.K.Guest,《增材制造的拓扑优化:考虑最大悬垂约束》,载于:第15届AIAA/ISSMO多学科分析与优化会议,2014年,第16-20页。;A.T.Gaynor,J.K.Guest,《增材制造的拓扑优化:考虑最大悬垂约束》,载于:第15届AIAA/ISSMO多学科分析和优化会议,2014年,第16-20页。
[18] 盖诺,A.T。;Guest,J.K.,《考虑悬挑约束的拓扑优化:通过设计消除增材制造中的牺牲支撑材料》,结构。多磁盘。最佳。,541157-1172(2016)
[19] 郭,X。;周,J。;张伟。;杜,Z。;刘,C。;Liu,Y.,通过显式拓扑优化进行增材制造中的自支撑结构设计,计算。方法应用。机械。工程(2017)·兹比尔1439.74273
[20] Langelaar,M.,《用于增材制造的3D自支撑结构拓扑优化》,《增材制造》,第12期,第60-70页(2016年)
[21] Langelaar,M.,《用于印刷适配设计拓扑优化的加性制造滤波器》,结构。多磁盘。最佳。,55, 871-883 (2017)
[22] Mirzendehdel,A.M。;Suresh,K.,支持加性制造的结构约束拓扑优化,计算。辅助设计。,81, 1-13 (2016)
[23] Zegard,T。;Paulino,G.H.,桥接拓扑优化和附加制造,结构。多磁盘。最佳。,53, 175-192 (2016)
[24] 克劳森,A。;Aage,N。;Sigmund,O.,具有灵活空隙区域的拓扑优化,结构。多磁盘。最佳。,50, 927-943 (2014)
[25] 郭,X。;张伟。;Zhong,W.,显式和几何地进行拓扑优化——一种新的基于移动可变形组件的框架,J.Appl。机械。,81, 081009 (2014)
[26] W.Yang,W.Zhang,X.Guo,通过移动可变形空洞(MMV)方法进行显式结构拓扑优化,收录于:2016年亚洲结构和多学科优化大会,日本长崎,2016年,第98页。;W.Yang,W.Zhang,X.Guo,通过移动可变形空洞(MMV)方法进行显式结构拓扑优化,收录于:2016年亚洲结构和多学科优化大会,日本长崎,2016年,第98页。
[27] 张伟。;赵,L。;Gao,T.,基于CBS的拓扑优化,包括设计相关的车身载荷,Comput。方法应用。机械。工程,3221-22(2017)·Zbl 1439.74308号
[28] 张伟。;赵,L。;高,T。;Cai,S.,封闭B样条和布尔运算拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,315652-670(2017)·Zbl 1439.74309号
[29] 周,Y。;张伟。;朱,J。;Xu,Z.,带符号距离函数的特征驱动拓扑优化方法,计算。方法应用。机械。工程,310,1-32(2016)·Zbl 1439.74315号
[30] Kreisselmeier,G。;Steinhauser,R.,通过优化向量性能指数进行系统控制设计,IFAC Proc。第12卷,113-117(1979)·Zbl 0443.49028号
[31] Kranz,J。;Herzog,D。;Emmelmann,C.,TiAl6V4轻量化结构的激光添加剂制造设计指南,J.激光应用。,S14001(2015)第27页
[32] 默滕斯,R。;克里斯特尔斯,S。;肯彭,K。;Kruth,J.-P.,《具有下表面区域的铝零件选择性激光熔化中扫描策略的优化》,《制造科学杂志》。工程,136061012(2014)
[33] Osher,S。;Fedkiw,R。;Piechor,K.,水平集方法和动态隐式曲面,应用。机械。版次:57,B15(2004)
[34] Rvachev,V.,R函数理论和一些应用,第552卷(1982),Naukova Dumka·Zbl 0521.65084号
[35] 夏皮罗,V.,《R函数和应用理论:初级读本》(1991),康奈尔大学
[36] Ricci,A.,计算机图形学的构造几何,Comput。J.,16,157-160(1973)·Zbl 0251.68053号
[37] 蔡,S。;张伟。;朱,J。;Gao,T.,固定网格应力约束形状和拓扑优化:结合水平集函数的B样条有限元法,计算。方法应用。机械。工程,278361-387(2014)·Zbl 1423.74741号
[38] Parvizian,J。;杜斯特,A。;Rank,E.,有限单元法,计算。机械。,41, 121-133 (2007) ·Zbl 1162.74506号
[39] Parvizian,J。;杜斯特,A。;Rank,E.,使用有限元方法的拓扑优化,Optim。工程,13,57-78(2012)·Zbl 1293.74357号
[40] 张伟。;赵,L。;Cai,S.,基于加权B样条有限元法和水平集函数的Dirichlet边界形状优化,计算。方法应用。机械。工程,294,359-383(2015)·Zbl 1423.74730号
[41] K.Svanberg,《不带线搜索的MMA全球收敛版本》,载于:《第一届世界结构和多学科优化大会论文集》,德国戈斯拉尔,1995年,第9-16页。;K.Svanberg,《不带线搜索的MMA全球收敛版本》,载于:《第一届世界结构和多学科优化大会论文集》,德国戈斯拉尔,1995年,第9-16页。
[42] Radovcic,Y。;Remouchamps,A.,BOSS QUATTRO:参数化设计的开放系统,结构。多磁盘。最佳。,23, 140-152 (2002)
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