การออกแบบให้มีน้ำหนักเบา - MSC Apex

เมื่อรวมกับการปรับน้ำหนักเบาให้เหมาะสมชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นนั้นมีศักยภาพสูงในการลดน้ำหนักเวลาในการผลิตและต้นทุน บทความนี้นำเสนอวิธีการใหม่บนพื้นฐานของการทดลองออกแบบด้วย metamodelgenetics และอัลกอริทึมรวมวัสดุขั้นสูงการออกแบบที่ช่วยและอัลกอริทึมทางพันธุกรรมเพื่อให้บรรลุนี้ ในวิธีการปรับให้เหมาะสมที่พัฒนาขึ้นจะมีการนำกลยุทธ์เฉพาะมาใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการทั่วไป

กลยุทธ์นี้จะเพิ่มความเข้มข้นของการสุ่มตัวอย่างและการปรับแต่งรุ่นทดแทนในพื้นที่ใกล้เคียงกับข้อ จำกัด ที่เป็นไปได้และไม่สามารถทำได้ซึ่งคาดว่าเหมาะสมที่สุดและเพิ่มความเข้มข้นของการสุ่มตัวอย่างรุ่นทดแทนสำหรับการปรับแต่ง

บทความนี้นำเสนออัลกอริธึมการปรับให้เหมาะสมอัจฉริยะเพื่อปรับการออกแบบโครงสร้างเซลล์ภายในให้เหมาะสม ผู้เขียนเสนอเทคนิคการสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์ที่เข้าใกล้ส่วนต่าง ๆ ของพื้นผิวเป็นพื้นผิว Bezier และจากนั้นช่วยให้การสร้างมัดจากแพทช์เหล่านี้ สิ่งนี้จะถูกรวมเข้ากับการสร้างแบบจำลองที่มีน้ำหนักเบาของโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยการรวมซอฟต์แวร์ CAD กับเครื่องมืออื่น ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของรูปทรงเรขาคณิต [7, 12] ในที่สุดเทคนิคการสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์จะรวมกับเทคนิคการปรับให้เหมาะสมต่าง ๆ เพื่อปรับรูปทรงเรขาคณิต [13, 14]

เวิร์กโฟลว์ทั่วไปเพื่อปรับแต่งโทโพโลยีให้ทำงานด้วยตนเองด้วยเครื่องมือหลายอย่างเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่พร้อมใช้งานจริงซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียข้อมูลในระหว่างการแปลงข้อมูล ข้อเสนอนี้น่าสนใจ แต่ต้องการเวิร์กโฟลว์ที่ซับซ้อนในการย่อยสลายพื้นผิวด้านนอก

นอกเหนือจากการเพิ่มผลิตภาพแล้ว MSC Apex ยังรวมวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ช่วย (CAE) และเทคโนโลยีการมองเห็นคอมพิวเตอร์ขั้นสูง (AI) เพื่อเพิ่มผลผลิต

สิ่งนี้ทำให้การออกแบบและการผลิตฉลาดขึ้นโดยรวมความเร็วเข้ากับระบบอัตโนมัติระดับสูงผ่าน MSC Apex Generative Design ซึ่งช่วยลดเวลาที่จำเป็นในการปรับให้เหมาะสม ด้วยการทำให้กระบวนการทำงานง่ายขึ้นและลดการวนซ้ำของการออกแบบอย่างมากนักออกแบบสามารถค้นหาผู้ออกแบบที่เหมาะสมและดำเนินการตรวจสอบการออกแบบตามเวลาจริง กระบวนการออกแบบนั้นเน้นไปที่เวิร์กโฟลว์และให้การเข้าถึงรูปทรงเรขาคณิตที่มีอยู่ข้อมูลเครือข่ายและข้อมูลที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ เกี่ยวกับตัวเลือกการออกแบบรวมถึงโอกาสในการปรับให้เหมาะสมในอนาคต

เทคโนโลยีของ MSC Apex Generative Design ทำให้สามารถปรับความเครียดได้อย่างเหมาะสมที่สุด วิธีการนี้ช่วยให้การก่อสร้างไบโอนิคมุ่งเน้นไปที่การสร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือในระดับสูง โดยปกติแล้วความเครียดจะขึ้นอยู่กับความเครียดและการปรับให้เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับจำนวนชิ้นส่วนในการออกแบบและความเครียดในแต่ละส่วนไม่ใช่น้ำหนักของชิ้นส่วน

ความสามารถในการผลิตเป็นอุปสรรคสำคัญในกระบวนการออกแบบเนื่องจากเป็นตัวกำหนดว่าการออกแบบสามารถทำเป็นผลิตภัณฑ์จริงหรือไม่ ข้อ จำกัด ในการผลิตจะต้องนำมาพิจารณาเช่นน้ำหนักของชิ้นส่วนและจำนวนชิ้นส่วนในแต่ละส่วน

ผู้ช่วยฝ่ายผลิตจึงช่วยให้ผู้ใช้มีแนวคิดการออกแบบซึ่งขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตที่เลือกสำหรับการผลิตชิ้นส่วน

การออกแบบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดในเชิงทอพอโลยีมักจะนำไปสู่รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนซึ่งผลิตโดยใช้วิธีการผลิตแบบดั้งเดิม รูปร่างนี้สามารถเพิ่มความยืดหยุ่นของโครงสร้างน้ำหนักเบาได้อย่างมีนัยสำคัญโดยการเลือกวัสดุและโครงสร้างที่ปรับให้เหมาะสม ยกตัวอย่างเช่นการดัดแปลงการหล่ออาจทำให้น้ำหนักของส่วนประกอบเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การสำรวจการใช้งานของชิ้นส่วนที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดในวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงซึ่งเป็นสิ่งต้องห้าม เทคโนโลยีที่ช่วยให้การก่อสร้างน้ำหนักเบามีประสิทธิภาพและคุ้มค่านั้นเป็นแพลตฟอร์มดิจิตอลที่รวมเป็นหนึ่งซึ่งให้เธรดดิจิทัลที่รวบรวมการออกแบบวัสดุและการผลิตได้อย่างง่ายดาย สาขาวิชาของการพัฒนาผลิตภัณฑ์สามารถทำงานร่วมกันในลักษณะเดียวกับการผลิตแบบดั้งเดิม แต่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เมื่ออัตโนมัติแล้วผู้ใช้ AM สามารถใช้วิธีการที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการปรับน้ำหนักเบาแบบพาราเมตริกเพื่อการออกแบบของพวกเขาดังนั้นจึงปรับปรุงกลยุทธ์การปรับให้เหมาะสม

กลยุทธ์ดังกล่าวสามารถนำไปใช้กับกระบวนการที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีที่สุดซึ่งดำเนินการโดยอัตโนมัติโดย CATIA - ตัวสร้าง Generative Designer (CATIA - Designer)

ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยใช้วิธีการอัตโนมัตินี้สามารถตรวจสอบความถูกต้องการกลั่นและการทำให้เสร็จสมบูรณ์ในแบบเดียวกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมโดยไม่จำเป็นต้องทำงานด้วยตนเอง

โครงสร้างกลวงในกรณีศึกษานี้ใช้ FDM (Fused Deposition Modeling) ถึงแม้ว่าวิธีการนี้สามารถนำไปใช้กับเทคโนโลยีการผลิตแบบเสริมใด ๆ ก็ตาม

ลวดลายกลวงนำไปสู่การกลวงภายในซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงสร้างด้านนอกของมัน แต่ไปยังโครงสร้างภายในที่นำเสนอ ผ่านการประสานของแบบจำลองพื้นผิวมีการดัดแปลงทางเรขาคณิตหลายประการโดยใช้แบบจำลองพารามิเตอร์แบบแยกส่วน CAD ที่ใช้พารามิเตอร์

ผลลัพธ์จะถูกใช้โดยผู้ออกแบบเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาต่อไป ด้วยพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องรุ่น FE ขนาดใหญ่อาจมีการปรับโครงสร้างให้เหมาะสม พบว่าจำเป็นต้องมีแบบจำลอง CAD ขนาดเล็กและขนาดกลางจำนวนมากเพื่อการพัฒนาโครงสร้างน้ำหนักเบา

วัตถุประสงค์หลักของการวิจัยนี้คือการพัฒนากรอบการปรับให้เหมาะสมตามประสิทธิภาพแบบใหม่เพื่อแก้ปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพที่ท้าทายที่เกี่ยวข้องกับระบบโครงสร้าง CFS ที่ซับซ้อนในระดับประถมศึกษาและระดับโครงสร้าง เฟรมเวิร์กนี้ใช้ในการพัฒนากรอบการทำงานสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูงและยืดตัวต่ำซึ่งสามารถลดต้นทุนการก่อสร้างโดยรวมและให้ความแข็งแรงและยืดตัวที่สูงขึ้น ผลการวิจัยที่นำเสนอจะทำให้ภาคการก่อสร้างของสหราชอาณาจักรมีความได้เปรียบในการแข่งขันและมีศักยภาพในการพัฒนาวิธีการใหม่ในการสร้างอาคารที่มีประสิทธิภาพยืดหยุ่นและประหยัดต้นทุน - มีประสิทธิภาพมากกว่าวัสดุและวัสดุแบบดั้งเดิม