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J-GLOBAL ID：202002234654183096   整理番号：20A0596376

付加製造のための三次元パラメータ化格子微細構造を持つ階層構造の同時設計【JST・京大機械翻訳】

Concurrent design of hierarchical structures with three-dimensional parameterized lattice microstructures for additive manufacturing

著者 (7件)： Wang Chuang (State IJR Center of Aerospace Design and Additive Manufacturing, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Gu Xiaojun (Unmanned System Research Institute, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Zhu Jihong (State IJR Center of Aerospace Design and Additive Manufacturing, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Zhu Jihong (MIIT Lab of Metal Additive Manufacturing and Innovative Design, NPU-QMUL Joint Research Institute, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Zhou Han (State IJR Center of Aerospace Design and Additive Manufacturing, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Li Shaoying (State IJR Center of Aerospace Design and Additive Manufacturing, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China) ,  Zhang Weihong (State IJR Center of Aerospace Design and Additive Manufacturing, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an, Shaanxi, China)
資料名： Structural and Multidisciplinary Optimization  (Structural and Multidisciplinary Optimization)
巻： 61  号： 3  ページ： 869-894  発行年： 2020年 
JST資料番号： W0188A  ISSN： 1615-147X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,密度に基づくトポロジー最適化に基づく不均一格子微細構造を持つ階層構造を得るための新しい設計とモデリング法を提案した。最初に,パラメータ概念を提案し,類似のトポロジー的特徴を示すパラメータ化格子微細構造の族を生成した。構造性能と計算効率をバランスさせるために,格子材料(PILM)モデルのためのパラメータ内挿法を構築し,数学的定式化には2つの新しい設計変数を組み込んだ。マクロスケールにおいて,相対密度変数を適用して,設計領域における材料体積分率を記述した。その代わりに,ペナルティ(SIMP)モデルによる固体等方性材料における擬密度を用いた。マイクロスケールでは,各マクロ要素はアスペクト比変数により制御される個々の微細構造と見なされる。パラメータ化格子微細構造の等価特性は,いくつかの典型的な微細構造単位セルの有効弾性マトリックスを補間することによって導き出すことができ,最適化手順の間の高価な反復均質化計算を避けた。したがって,マルチスケール同時設計法は,手頃な計算コストにおいて,巨視的分布とその空間的に変化する微細構造構成を同時に最適化することができる。いくつかの数値例を提示し,提案した手法の有効性を実証した。さらに,不均一格子微細構造を有する得られた階層構造は,均一な格子微細構造を有する設計と比較して,良好な製造可能性を示し,添加物製造と実験的試験により,著しく改善された構造性能を示した。Copyright Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2020 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 定式化 ,  弾性 ,  最適化 ,  アスペクト比 ,  等方性 ,  パラメタリゼーション ,  位相幾何学 ,  *三次元 ,  微細構造 ,  相対密度 ,  階層構造 ,  内挿法 ,  均質化 ,  *付加製造 ,  ペナルティ

著者キーワード (5件)： 階層構造 ,  格子微細構造 ,  トポロジー最適化 ,  並行設計 ,  添加剤製造

分類 (1件)： 平板  (HD03060Z)

タイトルに関連する用語 (6件)： 付加製造 ,  パラメータ化 ,  格子 ,  微細構造 ,  階層構造 ,  同時設計