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基于拓扑优化的3D打印聚乳酸材料的轻量化结构设计
1
作者
李倩
顾佳晨
+2 位作者
唐海原
乔海玉
王传洋
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期76-84,共9页
轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优...
轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优化作为轻量化结构设计的方法,采用熔融沉积3D打印技术,探究拓扑优化过程中参数(体积分数和惩罚因子)对工件在弯曲载荷下总变形的影响。对不同填充率下拓扑优化前后的工件质量进行对比,并探究了拓扑优化后不同熔融沉积3D打印速度下工件的弯曲性能。结果表明,当体积分数取40%、惩罚因子取3时,拓扑优化后模型最大变形量满足优化目标;3D打印的拓扑优化工件可以实现50%的减重且保持较高的弯曲力,但弯曲模量和变形量略有下降;降低打印速度对拓扑优化后工件的力学性能影响不大。
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关键词
轻量化结构设计
拓扑优化
3D打印
聚乳酸
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职称材料
预制装配式地铁车站闭腔构造优化设计
被引量：
20
2
作者
丁鹏
陶连金
+3 位作者
杨秀仁
赵继
刘春晓
黎思成
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期946-955,共10页
为了解决装配式地铁车站构件自重偏大的问题,以长春地铁某全国首例全预制装配式地铁车站为工程背景,基于大型通用有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站闭腔构造开展优化设计研究.通过整体(单环)和分块(各构件)两方面分析,提出一系列闭腔构...
为了解决装配式地铁车站构件自重偏大的问题,以长春地铁某全国首例全预制装配式地铁车站为工程背景,基于大型通用有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站闭腔构造开展优化设计研究.通过整体(单环)和分块(各构件)两方面分析,提出一系列闭腔构造优化措施.有限元数值仿真对比试验显示:优化闭腔构造后,单环结构在自重下各项性能无实质性改变,各项监测指标值远小于规范限值;结构自重降低 18.5%,结构内力有不同程度降低,对弯矩影响最大,对剪力次之,对轴力最小,其趋势对结构有利.试验验证了闭腔构造结构的安全性与可靠性.
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关键词
预制装配式
地铁车站
有限元分析
闭腔薄壁
结构
轻量化结构设计
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职称材料
题名
基于拓扑优化的3D打印聚乳酸材料的轻量化结构设计
1
作者
李倩
顾佳晨
唐海原
乔海玉
王传洋
机构
苏州大学机电工程学院
出处
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期76-84,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075354)
中国博士后面上项目(2023M730350)
江苏省高等学校自然科学研究项目(23KJB460028)。
文摘
轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优化作为轻量化结构设计的方法,采用熔融沉积3D打印技术,探究拓扑优化过程中参数(体积分数和惩罚因子)对工件在弯曲载荷下总变形的影响。对不同填充率下拓扑优化前后的工件质量进行对比,并探究了拓扑优化后不同熔融沉积3D打印速度下工件的弯曲性能。结果表明,当体积分数取40%、惩罚因子取3时,拓扑优化后模型最大变形量满足优化目标;3D打印的拓扑优化工件可以实现50%的减重且保持较高的弯曲力,但弯曲模量和变形量略有下降;降低打印速度对拓扑优化后工件的力学性能影响不大。
关键词
轻量化结构设计
拓扑优化
3D打印
聚乳酸
Keywords
lightweight structural design
topology optimization
3D printing
polylactic acid
分类号
TQ320.66 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
预制装配式地铁车站闭腔构造优化设计
被引量：
20
2
作者
丁鹏
陶连金
杨秀仁
赵继
刘春晓
黎思成
机构
北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室
北京城建设计发展集团股份有限公司
出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期946-955,共10页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0805403,2017YFB1201104)
国家自然科学基金资助项目(41572276,41877218)
文摘
为了解决装配式地铁车站构件自重偏大的问题,以长春地铁某全国首例全预制装配式地铁车站为工程背景,基于大型通用有限元软件ABAQUS对装配式地铁车站闭腔构造开展优化设计研究.通过整体(单环)和分块(各构件)两方面分析,提出一系列闭腔构造优化措施.有限元数值仿真对比试验显示:优化闭腔构造后,单环结构在自重下各项性能无实质性改变,各项监测指标值远小于规范限值;结构自重降低 18.5%,结构内力有不同程度降低,对弯矩影响最大,对剪力次之,对轴力最小,其趋势对结构有利.试验验证了闭腔构造结构的安全性与可靠性.
关键词
预制装配式
地铁车站
有限元分析
闭腔薄壁
结构
轻量化结构设计
Keywords
prefabricated
metro station
finite element analysis
closed cavity thin-walled structure
lightweight structure design
分类号
TU921 [建筑科学—建筑设计及理论]
U231 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于拓扑优化的3D打印聚乳酸材料的轻量化结构设计
李倩
顾佳晨
唐海原
乔海玉
王传洋
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
预制装配式地铁车站闭腔构造优化设计
丁鹏
陶连金
杨秀仁
赵继
刘春晓
黎思成
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019
20
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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