کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5469536 1399004 2017 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Topology optimization and additive manufacturing: Comparison of conception methods using industrial codes
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی توپولوژی و تولید افزودنی: مقایسه روش های مفهوم با استفاده از کدهای صنعتی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
روش های تولید افزایشی، ابزارهای فزاینده ای برای تولید صنعتی در تولید قطعات مکانیکی پیچیده هستند که روش های کلاسیک مناسب نیستند. مزیت اصلی این روشها آزادی بزرگ آنها را به طراحان می دهد. در عین حال، ابزارهای بهینه سازی توپولوژی نظری و عددی میتوانند برای شبیه سازی ساختارهایی با اشکال پیچیده که دقیقا با محدودیتهای مکانیکی مطابقت دارند در حالی که نیاز به مواد کمی به عنوان ممکن است. به نظر می رسد ترکیب روش بهینه سازی توپولوژی و روش های تولید افزایشی یک رویکرد امیدوار کننده برای به دست آوردن قطعات مکانیکی بهینه است. با این وجود، ساختارهای به دست آمده از طریق بهینه سازی توپولوژیکی از قطعات تراکمی کامپوزیت تشکیل می شوند که نمی توانند از طریق تولید افزودنی تولید شوند. فقط ساختار عددی ساخته شده از فضاهای کامل یا خالص می تواند با روش های افزودنی تولید شود. این را می توان در پایان بهینه سازی محاسبات از طریق مرحله جریمه که تراکم کامپوزیت از 0 تا 1 مقدار 0 یا 1 بدست می آید بدست می آید. این به این معنی است که بخش نهایی متفاوت از بهترین راه حل پیش بینی شده توسط محاسبات بهینه سازی توپولوژی است. بنابراین به نظر می رسد ارزش اعتبار رویکرد مهندسی را مورد بررسی قرار دهد که در آن روش های افزودنی برای ساخت سازه ها بر اساس استفاده از کد های بهینه سازی توپولوژی صنعتی استفاده می شود. در اینجا نویسندگان پیشنهاد می کنند که در مورد یک مشکل مکانیکی ساده، یک مکعب فلزی که تحت فشار خاصی قرار دارد، مطالعه شود، سه روش که با توجه به کد و نوع روش های بهینه سازی توپولوژی انجام شده و میزان اعمال جریمه اعمال شده . سپس سه ساختار بدست آمده با استفاده از روش های افزودنی تولید شد. از آنجاییکه هر سه سازه به طور مکانیکی مقاوم بوده اند، می توان گفت که سه روش استفاده شده معتبر است. با این حال، یکی از آنها سازش بهتر بین قدرت مکانیکی و مقدار ذخیره شده مواد بود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی توپولوژی و تولید افزودنی: مقایسه روش های مفهوم با استفاده از کدهای صنعتی
چکیده انگلیسی
Additive manufacturing methods provide an increasingly popular industrial means of producing complex mechanical parts when classical methods are not suitable. The main advantage of these methods is the great freedom they give designers. At the same time, theoretical and numerical topology optimization tools can be used to simulate structures with complex shapes which exactly meet the mechanical constraints while requiring as little material as possible. Combining topology optimization and additive production procedures therefore seems to be a promising approach for obtaining optimized mechanical parts. Nonetheless structures obtained via topology optimization are composed of parts of composite densities which can not produced via additive manufacturing. Only numerical structures made of full or empty spaces only can be produced by additive methods. This can be obtained at the end of computational optimization through a penalization step which gives the composite densities from 0 to 1 the values 0 or 1. This means that the final part is different from the best solution predicted by topology optimization calculations. It therefore seemed to be worth checking the validity of an engineering approach in which additive methods are used to manufacture structures based on the use of industrial topology optimization codes. Here the authors propose to study, in the case of a simple mechanical problem, that of a metal cube subjected to a given pressure, three procedures, which differed in terms of the code and type of topology optimization calculations performed and the level of penalization applied. The three structures thus obtained were then produced using additive methods. Since all three structures proved to be mechanically resistant, the three procedures used can be said to be valid. However, one of them yielded better compromise between the mechanical strength and the amount of material saved.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Manufacturing Systems - Volume 43, Part 1, April 2017, Pages 178-186
نویسندگان
, , , ,