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多孔模型设计方法
被引量：
1
1
作者
李明
张乘虎
+2 位作者
扈婧乔
胡心卓
刘继凯
《图学学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期1034-1048,共15页
多孔模型质量轻,且具有优秀的力热磁等复合性能。采用多孔模型有望突破传统设计极限,获得综合性能优异的机械部件,满足先进工业级产品对结构的极致物理性能追求。近年来,增材制造技术的发展与成熟,大幅推动了多孔模型的工业应用,多孔模...
多孔模型质量轻,且具有优秀的力热磁等复合性能。采用多孔模型有望突破传统设计极限,获得综合性能优异的机械部件,满足先进工业级产品对结构的极致物理性能追求。近年来,增材制造技术的发展与成熟,大幅推动了多孔模型的工业应用,多孔模型已经在航空航天部件、医疗器械等重要装备或仪器中发挥出独特且卓越的工业价值。因此,以多孔模型设计方法为落脚点,分别从基于几何建模的多孔模型正向设计方法、基于拓扑优化的多孔模型逆向设计方法2方面阐述相关工作。前者论述了多孔模型的离散体素表示、连续参数表示、连续隐式表示、其他及混合表示等建模方法,后者论述了多孔模型微结构单元优化设计方法、多孔模型结构设计方法,并探讨了2方面多孔模型设计的发展趋势。
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关键词
多孔模型
晶格结构
设计优化
拓扑优化
双尺度设计
三维打印
数字材料
在线阅读
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职称材料
基于Ordered SIMP插值模型的点阵-实体复合结构拓扑优化设计方法
被引量：
3
2
作者
刘继凯
张乘虎
+1 位作者
袁志玲
黄嘉奇
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期13-19,共7页
为了提高点阵材料结构件的力学性能,提出了一种基于Ordered SIMP方法的点阵-实体复合结构拓扑优化方法.采用一种三维X型微结构单元作为点阵材料,通过数值拟合建立点阵材料相对密度与其等效物理属性之间的函数关系.在宏观结构拓扑优化问...
为了提高点阵材料结构件的力学性能,提出了一种基于Ordered SIMP方法的点阵-实体复合结构拓扑优化方法.采用一种三维X型微结构单元作为点阵材料,通过数值拟合建立点阵材料相对密度与其等效物理属性之间的函数关系.在宏观结构拓扑优化问题中,以点阵材料等效密度为设计变量,基于Ordered SIMP插值方法建立点阵材料和实体材料相结合的多材料插值模型,进而,以材料体积用量为约束,以结构柔度最小化为目标实现点阵-实体复合结构的多尺度拓扑优化设计.通过数值算例和实验测试表明,相比于仅使用点阵材料填充的设计,本方法能够获得更好的结构刚度.
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关键词
结构优化
点阵结构
拓扑优化
多尺度设计
Ordered
SIMP
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职称材料
增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑优化方法
被引量：
2
3
作者
云峰
王有治
+3 位作者
宋娇
耿磊
张乘虎
刘继凯
《图学学报》
CSCD
北大核心
2023年第5期1013-1020,共8页
随着先进设计概念和增材制造技术的发展与革新,多尺度结构的设计及制造在学术界被广泛研究。点阵-实体复合结构兼具轻量化、高性能、多功能属性,展现了巨大的应用前景和科研价值。为此,提出了一种增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑...
随着先进设计概念和增材制造技术的发展与革新,多尺度结构的设计及制造在学术界被广泛研究。点阵-实体复合结构兼具轻量化、高性能、多功能属性,展现了巨大的应用前景和科研价值。为此,提出了一种增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑优化方法,通过建立一套创新的层级材料插值模型,分别定义了自支撑单元密度和单元内点阵单胞-实体材料的相对密度。其中,对自支撑单元密度进行增材制造滤波以实现结构的增材制造自支撑特性,利用计算均化方法及多项式插值,对点阵单胞-实体材料的等效刚度进行了点阵域-实体域统一插值,以此实现优化过程点阵-实体的无缝双向切换。最后,通过数值计算案例对所建立算法的有效性和先进性进行了论证,结果表明,自支撑的点阵-实体复合结构在力学承载能力上优于传统的单一尺度自支撑拓扑优化结果。
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关键词
点阵结构
设计优化
拓扑优化
多尺度设计
增材制造
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职称材料
题名
多孔模型设计方法
被引量：
1
1
作者
李明
张乘虎
扈婧乔
胡心卓
刘继凯
机构
浙江大学计算机学院
山东大学机械工程学院
出处
《图学学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期1034-1048,共15页
基金
国家自然科学基金项目(61872320)。
文摘
多孔模型质量轻,且具有优秀的力热磁等复合性能。采用多孔模型有望突破传统设计极限,获得综合性能优异的机械部件,满足先进工业级产品对结构的极致物理性能追求。近年来,增材制造技术的发展与成熟,大幅推动了多孔模型的工业应用,多孔模型已经在航空航天部件、医疗器械等重要装备或仪器中发挥出独特且卓越的工业价值。因此,以多孔模型设计方法为落脚点,分别从基于几何建模的多孔模型正向设计方法、基于拓扑优化的多孔模型逆向设计方法2方面阐述相关工作。前者论述了多孔模型的离散体素表示、连续参数表示、连续隐式表示、其他及混合表示等建模方法,后者论述了多孔模型微结构单元优化设计方法、多孔模型结构设计方法,并探讨了2方面多孔模型设计的发展趋势。
关键词
多孔模型
晶格结构
设计优化
拓扑优化
双尺度设计
三维打印
数字材料
Keywords
porous structures
lattice structures
design optimization
topology optimization
biscale design
3D printing
digital materials
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于Ordered SIMP插值模型的点阵-实体复合结构拓扑优化设计方法
被引量：
3
2
作者
刘继凯
张乘虎
袁志玲
黄嘉奇
机构
山东大学机械工程学院
潍柴动力股份有限公司
出处
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期13-19,共7页
基金
江苏省自然科学基金资助项目(BK20190198)
山东省自然科学基金资助项目(ZR2020QE165)
发动机可靠性国家重点实验室(skler-202001)。
文摘
为了提高点阵材料结构件的力学性能,提出了一种基于Ordered SIMP方法的点阵-实体复合结构拓扑优化方法.采用一种三维X型微结构单元作为点阵材料,通过数值拟合建立点阵材料相对密度与其等效物理属性之间的函数关系.在宏观结构拓扑优化问题中,以点阵材料等效密度为设计变量,基于Ordered SIMP插值方法建立点阵材料和实体材料相结合的多材料插值模型,进而,以材料体积用量为约束,以结构柔度最小化为目标实现点阵-实体复合结构的多尺度拓扑优化设计.通过数值算例和实验测试表明,相比于仅使用点阵材料填充的设计,本方法能够获得更好的结构刚度.
关键词
结构优化
点阵结构
拓扑优化
多尺度设计
Ordered
SIMP
Keywords
structure optimization
lattice structure
topology optimization
multiscale design
Ordered SIMP
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑优化方法
被引量：
2
3
作者
云峰
王有治
宋娇
耿磊
张乘虎
刘继凯
机构
内燃机可靠性国家重点实验室
潍柴动力股份有限公司
山东大学机械工程学院
出处
《图学学报》
CSCD
北大核心
2023年第5期1013-1020,共8页
基金
内燃机可靠性国家重点实验室项目(skler-202001)
山东省自然科学基金项目(ZR2020QE165)。
文摘
随着先进设计概念和增材制造技术的发展与革新,多尺度结构的设计及制造在学术界被广泛研究。点阵-实体复合结构兼具轻量化、高性能、多功能属性,展现了巨大的应用前景和科研价值。为此,提出了一种增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑优化方法,通过建立一套创新的层级材料插值模型,分别定义了自支撑单元密度和单元内点阵单胞-实体材料的相对密度。其中,对自支撑单元密度进行增材制造滤波以实现结构的增材制造自支撑特性,利用计算均化方法及多项式插值,对点阵单胞-实体材料的等效刚度进行了点阵域-实体域统一插值,以此实现优化过程点阵-实体的无缝双向切换。最后,通过数值计算案例对所建立算法的有效性和先进性进行了论证,结果表明,自支撑的点阵-实体复合结构在力学承载能力上优于传统的单一尺度自支撑拓扑优化结果。
关键词
点阵结构
设计优化
拓扑优化
多尺度设计
增材制造
Keywords
lattice structure
design optimization
topology optimization
multi-scale design
additive manufacturing
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多孔模型设计方法
李明
张乘虎
扈婧乔
胡心卓
刘继凯
《图学学报》
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于Ordered SIMP插值模型的点阵-实体复合结构拓扑优化设计方法
刘继凯
张乘虎
袁志玲
黄嘉奇
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
增材制造自支撑点阵-实体复合结构拓扑优化方法
云峰
王有治
宋娇
耿磊
张乘虎
刘继凯
《图学学报》
CSCD
北大核心
2023
2
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