[发明专利]用于多功能组件的增材拓扑优化制造有效
申请号: | 201410098127.1 | 申请日: | 2014-03-17 |
公开(公告)号: | CN104050314B | 公开(公告)日: | 2020-03-31 |
发明(设计)人: | A.T.纳迪;T.I.埃-瓦达尼;D.V.韦恩斯;M.E.林奇;A.苏;M.A.克莱卡;顾文炯 | 申请(专利权)人: | 西科尔斯基飞机公司 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;B22F3/00;B23P6/00;C23C24/04;G06F119/18 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 张懿;刘春元 |
地址: | 美国康*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 多功能 组件 拓扑 优化 制造 | ||
1.一种用于制造组件的方法,其包括:
通过包括处理器的计算设备来接收与组件关联的多个设计约束和制造约束,所述设计约束包括所述组件的期望质量并且所述制造约束包括由所述组件将通过其来制造的制造技术所强加的约束;
通过所述计算设备跨多个变量根据设计优化方法来集成所述设计约束和所述制造约束以生成候选组件规格;以及
通过所述计算设备来执行表面优化以根据所述设计约束中的变化来优化所述候选组件规格以生成用于所述组件的最终规格;
其中所述设计优化方法中的要求包括:
结构性能约束、由增材制造工艺所产生的材料的特性、以及增材制造约束;
其中所述设计优化方法与增材制造技术相组合来产生集成结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其还包括在增材制造机器处接收所述最终规格,并且使用与所述制造约束相对应的所述增材制造技术根据所述最终规格来生产所述组件。
3.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述设计约束包括所述组件的维度、所述组件的表面以及所述组件在使用期间的负载路径的组合;并且
除要求的支承和固定件的映射之外,所述制造约束还包括在制造期间与所述组件关联的视线、与所述组件关联的角度、所述组件的垂直表面与相邻表面之间的角度、与所述组件关联的容差以及工具特征的组合。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述设计优化方法按以下各项中的至少一个来规定:重量、可靠性、性能、复杂性以及成本。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述最终规格包括以下各项中的至少一个:处理规格、制造规格、装配规格以及使用规格。
6.一种用于制造组件的装置,其包括:
至少一个处理器;以及
具有存储在其上的指令的存储器,所述指令在被所述至少一个处理器执行时使所述装置执行以下操作:
接收与组件关联的多个设计约束和制造约束,所述设计约束包括所述组件的期望质量并且所述制造约束包括由所述组件将通过其来制造的制造技术所强加的约束,
跨多个变量根据设计优化方法来集成所述设计约束和所述制造约束以生成候选组件,以及
执行表面优化以根据所述设计约束中的变化来优化所述候选组件规格以为所述组件生成最终规格;
其中所述设计优化方法中的要求包括:
结构性能约束、由增材制造工艺所产生的材料的特性、以及增材制造约束;
其中所述设计优化方法与增材制造技术相组合来产生集成结果。
7.根据权利要求6所述的装置,其中:
所述设计约束包括所述组件的维度、所述组件的表面以及所述组件在使用期间的负载路径的组合;以及
所述制造约束包括在制造期间与所述组件关联的视线、与所述组件关联的角度、所述组件的垂直表面与相邻表面之间的角度、与所述组件关联的容差以及固定特征的组合。
8.根据权利要求6所述的装置,其中所述指令在被所述至少一个处理器执行时使所述装置执行以下操作:
在生成用于所述组件的最终规格时将所述设计约束和制造约束以及设计优化方法与多功能优化集成在一起。
9.一种用于制造组件的方法,其包括:
通过包括处理器的计算设备来接收待修理的组件的指示;以及
通过所述计算设备来执行形状优化以通过优化母材料与修理材料之间的界面位置并且设计过渡以计及材料特性的差异来优化用于所述组件的规格;
其中所述形状优化包括采用设计优化方法,其中所述设计优化方法中的要求包括:
结构性能约束、由增材制造工艺所产生的材料的特性、以及增材制造约束;
所述设计优化方法与增材制造技术相组合来产生集成结果。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述过渡包括以下各项中的至少一个:所述母材料与所述修理材料一起的分级和所述修理材料与第三材料一起的分级,所述方法还包括:
基于所述规格来修理所述组件。
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