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摘要：一种基于旋转向量表征的轻量化承载结构优化设计方法，根据给定的承载条件求解得到满足3D打印制造约束的叠层结构，使结构单元与主应力方向的吻合度最大。本发明避免了传统基于旋转矩阵对结构单元进行表征优化时，由于旋转矩阵加法不封闭导致无法对其进行迭代优化的原理缺陷，引入旋转向量实现空间结构单元的有效表征和迭代优化求解，从而生成满足制造约束的切片层和层内结构。本发明提出的基于旋转向量的结构优化设计能够实现满足逐层堆叠的增材制造工艺约束的轻量化承载结构，可针对不同需求对结构单元密度，切片形状进行参数化调整，具有较好的通用性。
主权项：1.一种基于旋转向量表征的轻量化承载结构优化方法，其特征在于：将三维结构分解成由一系列平面或曲面晶格结构堆叠而成，能够采用3D打印逐层堆叠进行制造的结构；首先，获取在设计域各结点x处的主应力的分布σx＝[σ1x，σ2x，σ3x]；根据制造工艺要求给定可行的材料堆叠方向约束，在该约束内优化各结点处的旋转向量vx，使其对应的三维标架Rx＝[R1x，R2x，R3x]与σx吻合度最大；进而分别根据R1x至R3x求解出对应的标量场[G1x，G2x，G3x]，根据实际需求先选取合适间距参数提取G3x的等值面得到结构切片，再提取G1x，G2x的等值面完成对各层内晶格结构设计，调整给定参数，设计满足需求纤维增强增材制造的打印路径。
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百度查询： 南京航空航天大学 一种基于旋转向量表征的轻量化承载结构优化方法
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