Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Методические рекомендации по топологической оптимизации силовых конструкций с применением средств численного моделирования / В. И. Ивченко [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов / гл. ред. С.Н. Поддубко; учредитель Национальная академия наук Беларуси, Объединенный институт машиностроения. – 2022. – №4. – С. 68-79. – На рус. яз.

Предложены методические рекомендации по развитию процесса проведения топологической оптимизации силовых конструкций, адаптированного для использования аддитивных технологий. Детально рассмотрена стадия постпроцессорной обработки сгенерированной в результате оптимизации полигональной геометрии детали. В процесс топологической оптимизации включена стадия валидации путем сопоставления расчетных и экспериментальных данных по оценке работоспособности (прочности) оптимизированной конструкции. Для варианта изготовления силовых конструкций методом 3D-печати предусмотрено проведение исследований механических свойств получаемого на 3D-принтере материала с учетом настроек печати и ориентации слоев материала относительно прикладываемой нагрузки при испытаниях. Приведен пример апробации предложенных методических рекомендаций на примере силового крюка, входящего в конструкцию устройства остановки колесного транспорта. Оптимизация выполнялась в программной среде SolidThinking Inspire (Altair Engineering, США). Приведены результаты расчетного и экспериментального определения разрушающей нагрузки для исходной и оптимизированной конструкции крюка. Для эксперимента крюки изготавливались из ABS-пластика по FDM-технологии. Конечно-элементные модели крюков разрабатывались в программном комплексе ANSYS Workbench (ANSYS, США). Описание свойств материалов, граничных условий и прикладываемой нагрузки выполнено в приложении LS-PrePost, расчет — в решателе LS-DYNA (ANSYS, США). Расчетная и экспериментальная оценки эффективности проведенной топологической оптимизации составили 44,4 и 57,8 %, т. е. их отличие находится пределах 13,4 %. Зоны и характер разрушений, выявленных расчетным и экспериментальным путем, полностью совпадают. Полученные результаты подтверждают корректность предложенных методических рекомендаций, выбранных подходов моделирования и определения свойств материала конструкции, изготавливаемой методом 3D-печати.

004.942

общий = БД Техника
общий = ТОПОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
общий = ОПТИМИЗАЦИИ МЕТОДЫ
общий = ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
общий = НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ