Minimum compliance topology optimization of shell-infill composites for additive manufacturing

قطعات افزودنی تولید شده اغلب از دو زیر ساختار تشکیل شده است، یک پوسته جامد خارجی و یک حفره متخلخل که داخل آن قرار دارد. برای این ویژگی برای این مقاله، یک روش جدید برای تولید پوسته و بهینه سازی همزمان بهینه در زمینه حداقل بهینه سازی توپولوژی تطابق ارائه شده است. روش ما بر مبنای دو رویکرد به تازگی توسعه یافته است که گسترش بهینه سازی توپولوژیک مبتنی بر تراکم را ارائه می دهد: یک رویه پوشش برای به دست آوردن پوسته بهینه سازی شده که به طور یکنواخت با مواد پایه متخلخل پر شده است و یک رویکرد انفجاری که بهینه سازی شده، پوسته. برای تکامل پوسته و فیدینگ همزمان، فرموله سازی ما دو دسته از متغیرهای طراحی را تعیین می کند: یک مجموعه پایه و پوشش را تعریف می کند، در حالی که مجموعه دیگری، ساختارهای پر کننده را تعریف می کند. توزیع چگالی متوسط ​​میانی توسط مدل یکپارچه سازی ماده به یک میدان چگالی فیزیکی یکپارچه می شود، که بر اساس آن انطباق به حداقل می رسد. روش ما با استفاده از فرمول قوی سازگار برای کنترل حداقل طول مقیاس پایه، روش ما تولید کامپوزیت پوسته بهینه سازی مناسب برای تولید افزودنی را تولید می کند. ما اثربخشی روش پیشنهادی را در نمونه های عددی نشان می دهیم و تأثیر مشخصات طراحی های مختلف را تحلیل می کنیم.