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Topology optimization for multi-axis machining

机译：多轴加工的拓扑优化

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This paper presents a topology optimization approach that incorporates restrictions of multi-axis machining processes. A filter is defined in a density-based topology optimization setting, that transforms an input design field into a geometry that can be manufactured through machining. The formulation is developed for 5-axis processes, but also covers other multi-axis milling configurations, e.g. 2.5D milling and 4-axis machining by including the appropriate machining directions. In addition to various tool orientations, also user-specified tool length and tool shape constraints can be incorporated in the filter. The approach is demonstrated on mechanical and thermal 2D and 3D numerical example problems. The proposed machining filter allows designers to systematically explore a considerably larger range of machinable freeform designs through topology optimization than previously possible. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：本文介绍了一种拓扑优化方法，包括多轴加工过程的限制。过滤器在基于密度的拓扑优化设置中定义，该拓扑优化设置将输入设计字段转换为可以通过加工制造的几何形状。该配方是为5轴工艺开发的，但也涵盖了其他多轴研磨配置，例如， 2.5D铣削和4轴加工通过包括适当的加工方向。除了各种工具方向之外，还可以在滤波器中包含用户指定的刀具长度和刀具形状约束。该方法在机械和热2D和3D数值示例问题上进行了说明。所提出的加工过滤器允许设计人员通过拓扑优化来系统地探索大量更大的可加工自由形式设计。 （c）2019 Elsevier B.v.保留所有权利。

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