|
|
مهندسی ساخت و تولید، جلد ۷، شماره ۱۲، صفحات ۵۴-۶۳
|
|
|
| عنوان فارسی |
بهینه‌سازی توپولوژیک سازه همراه با بارگذاری حرارتی و مکانیکی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
در دنیای جدید با توجه به هزینه‌های ناشی از تولید و رویکرد جامعه‌ی صنعتی در سبک و کوچک‌تر ساختن سازه‌ها و قطعات مکانیکی، احساس نیاز به تحولی عظیم در تغییر رویکرد طراحان به مقوله طراحی شدت یافته است. در این پژوهش به بررسی قابلیت‌ها، میزان کارایی و محدودیت‌های شاخه‌ای جدید از علم طراحی به نام بهینه‌سازی توپولوژیک پرداخته شد. معیار انتخاب مسائل، تلاش در جهت هرچه بهتر نشان دادن قابلیت‌های بهینه‌سازی توپولوژیک بوده است. به‌منظور ارزیابی مسائل پیچیده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی در محدوده نرم‌افزار انسیس بهره گرفته شد که ازجمله این مسائل می‌توان به تیر یکسر گیردار تحت بارگذاری استاتیکی، تیر دوسرگیردار تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی، هندسه گنبدی شکل تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی اشاره کرد. نتایج نشان داد حجم کاسته شده در مدل‌های نهایی به ترتیب برابر 66.29%، 52.88 %، 50.054% است که این امر طبیعتاً مقداری افزایش در تنش و جابجایی مدل نهایی داشته است که طراح با توجه به محدودیت‌های حاکم بر مسئله حقیقی می‌تواند آن‌ها را تنظیم کند. نتایج نشان داد که مقدار میانگین تنش در نمونه‌های تیر یکسر گیردار، تیر دوسرگیردار و هندسه گنبدی شکل به ترتیب 88، 800 و 6 مگاپاسکال افزایش یافته است. همچنین میانگین میزان جابجایی در این نمونه‌ها به ترتیب 0.0001، 0.006 و 0.002میلی‌متر افزایش یافت. به‌منظور ارزیابی چالش‌های پیش‌بینی‌نشده و بررسی تولید‌پذیری نمونه‌های بهینه‌شده، نمونه گنبدی شکل با توجه به وجود حفره‌های سه‌بعدی در بدنه، انتخاب و با استفاده از فرایند ساخت افزایشی تولید شد. نتایج نشان داد که محصول خروجی از دقت مناسبی برخوردار است. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
بهینه‌سازی، بهینه‌سازی توپولوژیک، انسیس، تنش حرارتی، ساخت افزایشی، |
|
| عنوان انگلیسی |
Topology Optimization Of Structures With Thermal And Mechanical Loading |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
In this study, capabilities, performance, and limits of a new design field named topology optimization were investigated. Case studies under different loads and boundary conditions were evaluated. The case studies were selected by the purpose of illustration of the capabilities of topology optimization. In order to analyze the case studies with more complexity such as cantilever beam, both end fixed beam, dome shape under static and thermal loading, Optimization algorithms were used in the ANSYS software. Results showed reduced volume in final models are 66.29%, 52.88%, 50.054%, respectively. The mean value of stress in the Cantilever beam,both end beam and dome shape was increased 88, 800 and 6 Mpa, respectively. Also, the displacement level was increased 0.0001, 0.006 and 0.002 mm, respectively. In order to reveal the unexpected challenges and evaluation of optimized models, due to the presence of cavities in the body, Dome Shape model was selected and produced by additive manufacturing (FDM method). Results indicated that the output product has good dimensional accuracy and surface smoothness. By creating support structures that manually selected numbers and locations, 3D cavities were formed with good accuracy, indicate that there is a high potential for manufacturability of complex design parts without classical methods. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
بهینه‌سازی, بهینه‌سازی توپولوژیک, انسیس, تنش حرارتی, ساخت افزایشی |
|
| نویسندگان مقاله |
سروش مجیری |
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک-دانشگاه یزد
علیرضا شفیعی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد ، یزد، ایران
|
|
| نشانی اینترنتی |
https://www.iranjme.ir/article_129689_8f5d3869346db2b680d54a75e2b5b47a.pdf |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|