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3D打印模型节材优化

发布时间:2018-04-13 22:24

  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

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本文编号:1746474

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