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面向增材制造的空间结构节点拓扑优化设计

致谢第4-5页
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
第1章 绪论第11-21页
    1.1 选题背景与意义第11-12页
    1.2 空间结构的节点形式第12-14页
    1.3 工程结构的拓扑优化第14-19页
        1.3.1 工程结构优化的分类第14-15页
        1.3.2 连续体结构拓扑优化的数学建模方法第15-17页
        1.3.3 拓扑优化的数值算法第17-19页
    1.4 本文的主要工作第19-21页
第2章 连续体结构拓扑优化的计算机实现及算例验证第21-39页
    2.1 引言第21页
    2.2 基于变密度法的连续体结构拓扑优化实现第21-27页
        2.2.1 SIMP法材料插值模型第21-22页
        2.2.2 求解工具简介第22-23页
        2.2.3 OptiStruct求解方法理论第23-25页
        2.2.4 结构静力拓扑优化问题的数学模型第25-27页
    2.3 算例分析模型第27-28页
        2.3.1 模型建立第27页
        2.3.2 网格划分第27-28页
        2.3.3 荷载与约束条件第28页
    2.4 单工况优化分析第28-33页
        2.4.1 优化求解参数设置第28-31页
        2.4.2 单工况优化分析结果第31-33页
    2.5 多工况优化分析第33-38页
        2.5.1 工艺制造约束分析第33-35页
        2.5.2 多工况优化分析结果第35-37页
        2.5.3 优化结果的调整和分析第37-38页
    2.6 本章小结第38-39页
第3章 自由曲面单层网壳结构节点的拓扑优化第39-57页
    3.1 引言第39页
    3.2 世博轴阳光谷节点简介第39-41页
    3.3 分析模型第41-42页
        3.3.1 节点模型的建立第41-42页
        3.3.2 网格划分第42页
        3.3.3 荷载与约束条件第42页
    3.4 单工况优化分析结果第42-45页
        3.4.1 设计区域40%体积约束第43-44页
        3.4.2 设计区域30%体积约束第44页
        3.4.3 设计区域20%体积约束第44-45页
    3.5 多工况优化分析结果第45-49页
        3.5.1 40%体积约束的优化结果第45-47页
        3.5.2 30%体积约束的优化结果第47-48页
        3.5.3 20%体积约束的优化结果第48-49页
    3.6 优化节点的有限元分析第49-55页
        3.6.1 40%体积约束的有限元分析结果第49-50页
        3.6.2 30%体积约束的有限元分析结果第50-51页
        3.6.3 20%体积约束的有限元分析结果第51-53页
        3.6.4 节点的有限元分析结果与对比第53-55页
    3.7 本章小结第55-57页
第4章 索杆结构节点的拓扑优化第57-83页
    4.1 引言第57页
    4.2 工程概况第57-60页
    4.3 优化设计工具第60-61页
    4.4 以最大化刚度为目标的拓扑优化第61-66页
        4.4.1 外圈脊索节点第61-63页
        4.4.2 内圈脊索节点第63-65页
        4.4.3 环索夹节点第65-66页
    4.5 以最小化质量为目标的拓扑优化第66-70页
        4.5.1 外圈脊索节点第67-68页
        4.5.2 内圈脊索节点第68-70页
    4.6 节点的有限元分析结果与对比第70-79页
        4.6.1 外圈脊索节点第70-72页
        4.6.2 内圈脊索节点第72-75页
        4.6.3 环索夹节点第75-79页
    4.7 对比和讨论第79-81页
    4.8 本章小结第81-83页
第5章 拓扑优化节点的增材制造第83-95页
    5.1 引言第83页
    5.2 增材制造技术概况第83-86页
    5.3 优化模型增材制造文件的生成和处理第86-87页
        5.3.1 原始STL文件的生成第86页
        5.3.2 打印前处理第86-87页
    5.4 基于熔融沉积成型技术的节点打印第87-89页
    5.5 金属节点的增材制造第89-93页
        5.5.1 基于SLM技术的直接金属增材制造第89-91页
        5.5.2 传统工艺与增材制造相结合的金属节点制造第91-93页
    5.6 讨论第93-94页
    5.7 本章小结第94-95页
第6章 结论与展望第95-99页
    6.1 本文主要结论第95-96页
    6.2 未来工作展望第96-99页
参考文献第99-105页
作者简介第105页

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