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空间结构节点的拓扑优化技术

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拓扑优化(Topology Optimization)是指在给定的设计空间中,寻求满足一定的约束条件(体积、应力、位移等)的最优构件或材料分布形式,而设计的最优目标包括刚度、频率等.通过拓扑优化,可以大大改善结构的特定性能并减轻结构重量.连续体结构的多种拓扑优化方法各有利弊，针对工程的实际应用具有继续深入研究的价值。其中变密度法和渐进结构优化法是目前适用性最广泛也是最有前景的两种方法。一些成熟的拓扑优化软件可以成功应用于部分空间结构节点的优化设计，使得节点具有最合理的拓扑传力途径，材料利用最大化，结构最轻。但是优化的结果往往不能直接实现生产制造，还需要依靠不断的修改和完善才可以适应后续制造工作。利用3D打印技术对经拓扑优化的节点进行整体快速成型制造，在理论上是完全可行的，但还有很多技术问题有待深入解决，综合成本也较高。随着材料技术的发展和打印设备的进步，可望将材料和打印成本降低到传统工艺途径之下，从而实现节点甚至其它构件工业生产的批量化、快速化和低成本化。

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来源
《第十六届空间结构学术会议》|2016年|283-284|共2页
会议地点杭州
作者
赵阳; 陈敏超;
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作者单位

中国土木工程学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类结构设计;
关键词
空间结构; 拓扑优化; 节点设计; 力学性能;

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