發(fā)布時(shí)間：2021-01-27 16:35

　　增材制造技術(shù)作為一種顛覆性的制造技術(shù),可以比較容易地制備出幾何構(gòu)型高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu),為設(shè)計(jì)人員提供了非常廣闊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)空間,只是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不能充分發(fā)掘增材制造的應(yīng)用潛力。而拓?fù)鋬?yōu)化方法是一種高效和先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,擁有極高的設(shè)計(jì)自由度,設(shè)計(jì)人員基于拓?fù)鋬?yōu)化方法可以從無(wú)到有地設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異、構(gòu)型新穎但傳統(tǒng)制造工藝往往難以加工制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此很自然地需要將增材制造技術(shù)和拓?fù)鋬?yōu)化方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究。面向增材制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),需要考慮其獨(dú)特的制造工藝約束,比如本文所研究的懸空角度約束,即結(jié)構(gòu)中懸空邊界與水平線的夾角需要大于一個(gè)指定的角度。本文通過(guò)在拓?fù)鋬?yōu)化中引入懸空角度約束來(lái)設(shè)計(jì)自支撐結(jié)構(gòu),這樣能夠有效地避免熔融沉積成型技術(shù)和選擇性激光熔化技術(shù)等增材制造工藝中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)翹曲和塌陷,大幅減少增材制造過(guò)程中支撐材料的使用從而減少所消耗的時(shí)間和成本。本文在水平集拓?fù)鋬?yōu)化方法的框架內(nèi),先是提取了結(jié)構(gòu)邊界的法向量,并基于法向量和打印方向的數(shù)量積來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)邊界上違反懸空角度約束的點(diǎn)的集合。然后利用符號(hào)距離函數(shù)的特點(diǎn),將逐點(diǎn)形式的懸空角度約束轉(zhuǎn)換為域積分和邊界積分兩種等效的約束形... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    1.2 拓?fù)鋬?yōu)化的發(fā)展與應(yīng)用
    1.3 拓?fù)鋬?yōu)化方法
    1.4 增材制造
        1.4.1 增材制造技術(shù)工藝
        1.4.2 考慮增材制造工藝約束的拓?fù)鋬?yōu)化
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 基于水平集函數(shù)的懸空角度約束處理方法
    2.1 水平集優(yōu)化模型
    2.2 懸空角度約束
        2.2.1 基于域積分的懸空角度約束定義
        2.2.2 基于邊界積分的懸空角度約束定義
    2.3 水平集方法的實(shí)現(xiàn)流程
    2.4 本章小結(jié)
3 域積分處理懸空角度約束的拓?fù)鋬?yōu)化
    3.1 考慮域積分懸空角度約束的優(yōu)化列式
    3.2 靈敏度分析
    3.3 數(shù)值算例
        3.3.1 短板梁算例
        3.3.2 懸臂梁算例
        3.3.3 簡(jiǎn)支梁算例
    3.4 本章小結(jié)
4 邊界積分處理懸空角度約束的拓?fù)鋬?yōu)化
    4.1 考慮邊界積分懸空角度約束的優(yōu)化列式
    4.2 靈敏度分析
    4.3 數(shù)值算例
        4.3.1 邊界積分懸空角度約束的驗(yàn)證
        4.3.2 懸臂梁算例一
        4.3.3 懸臂梁算例二
        4.3.4 簡(jiǎn)支梁算例
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于點(diǎn)密度插值的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法及應(yīng)用[D]. 王毅強(qiáng).大連理工大學(xué) 2014
[2]多學(xué)科拓?fù)鋬?yōu)化方法研究[D]. 胡三寶.華中科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3003373