项目名称: 基于体参数化的产品设计基础理论研究

项目编号: No.51475309

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 陈龙

作者单位: 上海理工大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 工业中出现几何、拓扑、材料俱复杂产品,3D打印技术使该类产品制造成为可能,但是几何设计与性能分析分离、过多人工交互干预、不共享设计各阶段模型等特点的传统设计方法迫切需要改进。本项目提出体参数化模型统一表达几何和性能数据,等几何分析作为分析和优化手段的方法。针对拓扑复杂模型,提取模型表面或体域拓扑关键点,构建Morse-Smale复形,进行体分解得到零亏格子域,利用优化算法得到体参数化模型。设计基于区域分解理论的等几何分析算法,通过局部细化提高分析精度,按照拼接模式对边界特殊处理,按顺序完成基元体装配,实现复杂拓扑模型的性能分析。设计域作为物理域,体参数化背景网格作为参数域,构建域转换与相互设计机制,将几何变量、材料密度作为体参数化背景网格的设计变量,实现拓扑优化设计,消除网格依赖。赋予体参数化模型材料信息,完成非均质产品模型构建。项目预期为几何、拓扑、材料俱复杂产品提供设计与分析新方法。

中文关键词: 体参数化;拓扑识别;等几何分析;优化设计;非均质产品

英文摘要: There have been emerged many products complex in geometry, topology and material. The 3D printing technology makes it possible for manufacutring of these products.But the conventional design method,with the properties of separation of geometric design and performance analysis,too much manual intervention and no share of the model in different design stages has urgent need to improvement.This proposal put up that Volume parameterization model represents uniformly the geometrical and performance data and Isogeometric analysis is the means of analysis and optimization. For the models with complex topology,extract the topology critical points from surface or body domain, construct Morse-of Smale complex, and then subdomains with zero genus are acquired after volume decomposition. Optimization algorithms are utilized to acquire volume parametric primitive bodies. Isogeometric analysis algorithm are implemented based on the theory of domain decomposition. The accuracy of analysis can be improved further by refining the primitive body. Some special treatments are applied for the boundary of the primitive bodies according to the merging mode, assembly the primitives in order, then complete the performance analysis for the complex products. Taking design domain as physical domain, parametric volume background grid as parameter domain, construct the mechanism for converting and cross-referrence designing.Exploiting the geometric variables, density of materials as design variables of parametric volume background grid, topology optimization design can achieved through controlling density, as well as eliminating mesh dependence. Material information is input into the volume parametric primitives and heterogeneous product are created. It is can be expected that this project will provide a new method for the design, analysis and optimization of the products with complex geometry, topology and materials.

英文关键词: Volume parameterization;topology recognition;isogeometric analysis;optimization design;heterogeneous product

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

航空制造知识图谱构建研究综述
专知会员服务
113+阅读 · 2022年4月25日
【博士论文】机器学习中的标记增强理论 与应用研究
专知会员服务
30+阅读 · 2021年12月3日
【经典书】全局优化算法:理论与应用,820页pdf
专知会员服务
156+阅读 · 2021年11月10日
【新书稿】数据科学的谱方法:统计的视角,168页pdf
专知会员服务
58+阅读 · 2021年10月28日
逆优化: 理论与应用
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月13日
算法分析导论, 593页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2021年8月30日
专知会员服务
115+阅读 · 2021年7月24日
【开放书】《矩阵流形优化算法》,241页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年7月3日
专知会员服务
45+阅读 · 2021年5月24日
「数据数学:从理论到计算」EPFL硬核课程
专知会员服务
43+阅读 · 2021年1月31日
硬件产品开发:外包五要素和外包地图
人人都是产品经理
0+阅读 · 2022年4月17日
过度设计会扼杀你的产品
InfoQ
0+阅读 · 2022年3月5日
如何建立产品设计中的“安全感”?
人人都是产品经理
0+阅读 · 2022年2月26日
软件分析与设计:分析什么?如何设计?
阿里技术
0+阅读 · 2021年12月23日
如何形成统一设计风格-实践篇
阿里技术
0+阅读 · 2021年12月7日
基于知识图谱的行业问答系统搭建分几步?
PaperWeekly
2+阅读 · 2021年11月11日
实际产品应用场景中,产品设计如何影响用户体验
人人都是产品经理
0+阅读 · 2021年11月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
小贴士
相关VIP内容
航空制造知识图谱构建研究综述
专知会员服务
113+阅读 · 2022年4月25日
【博士论文】机器学习中的标记增强理论 与应用研究
专知会员服务
30+阅读 · 2021年12月3日
【经典书】全局优化算法:理论与应用,820页pdf
专知会员服务
156+阅读 · 2021年11月10日
【新书稿】数据科学的谱方法:统计的视角,168页pdf
专知会员服务
58+阅读 · 2021年10月28日
逆优化: 理论与应用
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月13日
算法分析导论, 593页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2021年8月30日
专知会员服务
115+阅读 · 2021年7月24日
【开放书】《矩阵流形优化算法》,241页pdf
专知会员服务
94+阅读 · 2021年7月3日
专知会员服务
45+阅读 · 2021年5月24日
「数据数学:从理论到计算」EPFL硬核课程
专知会员服务
43+阅读 · 2021年1月31日
相关资讯
硬件产品开发:外包五要素和外包地图
人人都是产品经理
0+阅读 · 2022年4月17日
过度设计会扼杀你的产品
InfoQ
0+阅读 · 2022年3月5日
如何建立产品设计中的“安全感”?
人人都是产品经理
0+阅读 · 2022年2月26日
软件分析与设计:分析什么?如何设计?
阿里技术
0+阅读 · 2021年12月23日
如何形成统一设计风格-实践篇
阿里技术
0+阅读 · 2021年12月7日
基于知识图谱的行业问答系统搭建分几步?
PaperWeekly
2+阅读 · 2021年11月11日
实际产品应用场景中,产品设计如何影响用户体验
人人都是产品经理
0+阅读 · 2021年11月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员