3D打印模型节材优化
本文选题:D打印 + 节材 ; 参考:《计算机辅助设计与图形学学报》2017年04期
【摘要】:针对3D打印材料费用昂贵问题,提出一种改进的蒙皮-桁架结构快速构建与优化方案,使打印模型的体积在满足产品物理机械性能、受力平衡性、自平衡性和可打印性等多约束条件下实现最小化,达到节省打印耗材、降低成本的目的.利用网格简化策略快速构建表层桁架结构,与原始网格模型在拓扑上保持相似性,避免桁架与蒙皮之间的冲突;基于实验分析,提出无内节点的内部桁架构建方法,可大幅缩短整体优化时间,且可在保证满足力学约束条件下获得更优的节材效果;将力学准则法与粒子群优化算法有机结合,利用满应力法计算桁架结构的支杆半径作为优化算法的初始值,提高算法在全局范围内搜索最优解的能力和效率,实现桁架结构支杆截面尺寸与系统拓扑结构协同优化的目标.实验结果表明,该方法健壮、有效,具有成本优势和效率优势.
[Abstract]:In view of the high cost of 3D printing materials, an improved scheme of rapid construction and optimization of skinned truss structure is proposed, which makes the volume of printing model meet the physical and mechanical properties of the product and the force balance.Under the condition of self-balance and printability, the minimization is realized, and the printing consumables are saved and the cost is reduced.The surface truss structure is constructed quickly by using mesh simplification strategy, which is similar to the original mesh model in topology and avoids the conflict between truss and skin. Based on the experimental analysis, a method of constructing internal truss without inner nodes is proposed.The whole optimization time can be shortened greatly, and better material saving effect can be obtained under the condition of satisfying the mechanical constraints, and the mechanical criterion method and particle swarm optimization algorithm can be combined organically.The full stress method is used to calculate the supporting rod radius of the truss structure as the initial value of the optimization algorithm to improve the ability and efficiency of the algorithm to search for the optimal solution in the global scope and to achieve the goal of cooperative optimization of the cross-section size of the truss structure and the topological structure of the system.Experimental results show that the method is robust, effective, cost and efficiency advantages.
【作者单位】: 华侨大学福建省特种能场制造重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51575196) 福建省工业引导性项目(2016H0020) 福建省自然科学基金(2014J01188)
【分类号】:TP391.73
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 马洪波,陈建军,崔明涛,高伟,刘伟;随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析[J];西安电子科技大学学报;2003年01期
2 周书敬;韩雪;;改进的蚁群算法及其在桁架结构优化中的应用[J];钢结构;2013年03期
3 杨金丽;辛明刚;;谈桁架结构拼装及安装技术[J];科技传播;2011年07期
4 李文雄;;桁架结构优化设计的满应力法仿真研究[J];计算机仿真;2012年01期
5 杨近松;;空间相机桁架结构模态相关性分析[J];计算机仿真;2006年01期
6 刘福寿;金栋平;陈辉;;环形桁架结构动力分析的等效力学模型[J];振动工程学报;2013年04期
7 倪正顺 ,帅词俊;CAE方法中的优化技术及应用[J];现代机械;2002年02期
8 李俊宝,吕刚;智能桁架结构振动控制中压电主动构件的研究:(二)压电主动构件的实验[J];压电与声光;1998年03期
9 高伟,陈建军,崔明涛;线性随机智能桁架结构闭环动力响应[J];西安电子科技大学学报;2003年03期
10 于永彪;鹿晓阳;;蚁群算法在桁架结构离散变量优化设计中的应用[J];科技信息;2007年09期
相关会议论文 前10条
1 徐友良;;桁架结构大变形问题的位置解法[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
2 周绪红;;交错桁架结构体系的研究与展望——第十届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
3 李志建;隋允康;;基于响应面方法的桁架结构频率优化[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
4 王跃方;孙焕纯;刘春良;;受稳定性约束的扁桁架结构优化设计[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 卢立飞;刘晓平;;高耸桁架结构动态特性研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
6 吴志静;李凤明;;桁架结构非线性动力学问题研究[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年
7 赵启林;李飞;徐康;;新型复合材料桁架结构静载实验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
8 梁宇;;多索预应力桁架结构优化设计[A];2014年全国科技工作会议论文集[C];2014年
9 孙鲁原;韩志军;饶勇;陈昭怡;;遗传算法对桁架结构的优化设计[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
10 鄂林仲阳;刘春川;李凤明;;基于谱元法的非线性桁架结构振动特性分析[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年
相关博士学位论文 前3条
1 王有懿;航天器桁架结构中高频抖动动力学分析与主动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 张淑杰;空间可展桁架结构的设计与热分析[D];浙江大学;2001年
3 冉红东;钢交错桁架结构体系在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 邱亚波;新型钢框架内填防屈曲支撑桁架结构抗震性能研究[D];长安大学;2015年
2 陈伟;节点刚性对装配式交错桁架结构体系滞回性能的影响分析[D];西安建筑科技大学;2015年
3 段瑶瑶;智能桁架结构模糊控制系统建模及优化[D];河北工程大学;2016年
4 罗奕;主次巨型桁架结构力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 陈杨;基于ANSYS的扶梯桁架结构自动建模与分析系统开发[D];南京航空航天大学;2016年
6 赵欣;基于有限元的大跨度交叉桁架力学性能研究[D];成都理工大学;2016年
7 曹子旭;近场地震作用下钢交错桁架结构体系的抗震性能评估[D];苏州科技大学;2016年
8 刘东亮;桁架结构的分析与优化[D];天津大学;2007年
9 覃斌;建筑金属桁架结构计算机辅助设计系统研究[D];重庆大学;2009年
10 杨涛;自动元胞机理论在交错桁架结构动力仿真试验中的应用研究[D];天津大学;2010年
,本文编号:1746474
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1746474.html