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拓扑优化方法可用于柔性变形机构的创新性设计,3D打印技术为拓扑优化结果提供了一个快捷有效的制造方式.但拓扑优化方法所设计的柔性夹钳常常存在较为明显的集中铰链,受3D打印加工条件和材料的限制,这种铰链特征往往难以保证结构的可制造性和正常的使用.因此需要在设计过程中采用较大的输入输出弹簧刚度系数以避免铰链的出现,而此时所得到的结构的变形能力又非常有限.基于此,为了同时保证结构的可制造性和变形能力,以熔融沉积(FDM)加工技术为制造基础,讨论了拓扑优化结构再设计和双材料的引入对夹钳柔度的改善.数值分析和实验的结果表明,拓扑优化理论可以快速的为柔性机构提供较优的几何构型,通过结构的改进和打印材料的分配,能够同时兼顾结构的制造和变形能力. 相似文献
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为了满足金属反射镜高刚度、轻质化、非球面等实际使用需求,采用拓扑优化方法对金属反射镜镜体及支撑结构进行一体化设计.优化目标是结构柔度和一阶固有频率的加权叠加值最小化,约束函数是体积分数的上限.最终获得半封闭式支撑结构的反射镜构型.在完成几何提取和重建后,形成最终的CAD模型.借助COMOSL软件对该模型的静态刚度及固有频率进行分析,仿真分析结果显示此反射镜在重力工况下的最大RMS值为19 nm,一阶自然频率为1 705.2Hz.随后采用增材制造技术对该反射镜进行制备,验证了方法的有效性. 相似文献
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