基于生成对抗网络的三维节点实体模型生成方法

三维实体模型的智能生成技术是结构智能设计的核心环节。为了克服这一关键技术难题，实现结构的智能设计，提出了一种结合3D生成对抗网络(GAN)与逆向工程技术生成三维节点实体模型的方法(3D-JointGAN)。首先阐述了该方法的基本思路、相关理论和具体实现过程；然后应用该方法对实际工程的三分叉铸钢节点进行智能生成设计，并将评估筛选出的代表性节点与焊接空心球节点、仿生节点和拓扑优化节点的受力性能指标进行对比分析；最后通过3D打印技术制造出代表性节点的缩尺模型，验证了智能生成结果的可制造性。研究结果表明：基于GAN的节点模型生成方法具有强大的生成和优化能力，不仅可生成创新的、高逼真度的多种三维实体模型，并且评估筛选的代表性节点具有更优异的受力性能，其中代表性节点a、b、c相较于初始节点质量降低了22.42%、26.82%、22.62%,最大位移降低了43.71%、38.34%、42.49%,最大等效应力降低了8.29%、5.28%、6.94%。