對(duì)殼體厚度參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的方法,在減少打印材料消耗的同時(shí)保持足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在用戶(hù)輸入表面網(wǎng)格和指定相應(yīng)外力后,通過(guò)算法計(jì)算得到優(yōu)化厚度參數(shù),生成封閉網(wǎng)格進(jìn)行3D打印制作。本算法主要由兩部分組成:1、使用殼單元有限元仿真技術(shù)對(duì)物體靜態(tài)平衡下受力狀況進(jìn)行仿真。2、在優(yōu)化求解過(guò)程中采用靈敏度分析,計(jì)算節(jié)點(diǎn)應(yīng)力、位移等對(duì)厚度參數(shù)的解析形式導(dǎo)數(shù)等方法加速求解過(guò)程。采用多次迭代求解方法,在每次迭代中限制厚度參數(shù)的取值范圍,將非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題局部簡(jiǎn)化成線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題。采用交替優(yōu)化過(guò)程求解厚度參數(shù)值。實(shí)驗(yàn)樣例采用多種模型使用不同材料分別進(jìn)行3D打印制作,進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真結(jié)果是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本算法能夠快速完成對(duì)模型厚度參數(shù)的優(yōu)化,使實(shí)際打印模型滿(mǎn)足相應(yīng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求,降低材料消耗。
一種設(shè)計(jì)并制造個(gè)性化不倒翁的方法。不倒翁是最古老的玩具之一。在外力推動(dòng)后,不倒翁經(jīng)過(guò)不斷搖擺最終靜止在初始平衡位置。傳統(tǒng)制作的不倒翁上半部通常具有各異的形狀,但是下半部多為半球形并內(nèi)置配重。將任意模型做成不倒翁并不容易,為了保持不倒翁搖而不倒的特性,需要滿(mǎn)足其質(zhì)屯、位置和下半部形狀之間的相應(yīng)約束。本章算法結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法,能夠幫助普通用戶(hù)設(shè)計(jì)個(gè)性化不倒翁,并通過(guò)3D打印技術(shù)制造出不倒翁實(shí)體。在減少打印材料消耗的前提下,不倒翁具有相對(duì)協(xié)調(diào)的外形、足夠穩(wěn)定性和較大的搖擺幅度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用最常見(jiàn)的3D打印機(jī),制造不同形狀、大小的不倒翁L:A驗(yàn)證算法有效性。
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