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自雕活塞 — 生成式设计

生成式设计 · 约2020年

自雕活塞 — 生成式设计

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操作

“单步”会计算一次优化器迭代:一次完整的有限元求解,可能需要数十秒。“重置”会从均匀密度场开始新的一次运行并清空历史;目标体积予以保留。

目标值将从下一次迭代开始生效。目标值越低,去除的材料越多,零件刚度也越低;峰值应力警告阈值仅为示意。

检查

拖动滑块:实体块 → 俳生体。拖动以回放结构演化过程。

工作原理

拓扑优化在所有应力较低的区域去除材料,只保留承载骨架——这正是生产3D打印仿生活塞的过程。见证金属的进化。

SIMP 步骤机器学习类比
密度 x[e]权重
FEA 应力求解前向传播
灵敏度 dc/dx梯度 / 反向传播
OC 密度更新梯度下降步
过度移除(vol↓)过拟合
优化器状态
迭代次数 / 轮次体积 / 材料柔度 / 损失von Mises 应力峰值(模型单位)

收敛曲线

柔度(对数坐标)体积分数,虚线为目标值

重量 ⇄ 强度
质量刚度

材料用量(体积分数)与相对刚度(首次分析的柔度除以当前柔度)的对比。

状态