用于设计有成本效益的可增材制造结构的设计变量的惩罚函数

摘要

增材制造的自动化产品设计中的一个目标是，如果悬突的标准是严格意义上的几何形状，则获得具有没有支撑结构的悬突的设计。在本发明的实施例中，设计者可以请求利用仿真和基于灵敏度的优化来进行无需任何支撑结构的、在打印方向上有悬突的结构的自动优化和设计。在实施例中，一种方法包括，在处理器中针对应用为目标或约束的各种设计响应，基于计算机辅助工程(CAE)模型的设计变量来计算CAE系统中的CAE模型的模型设计响应和模型灵敏度。该方法还包括优化设计变量的值。该方法还包括：通过采用惩罚函数来计算物理设计变量。另外，计算还可以与采用材料插值方案相结合。该方法还包括：利用计算出的物理设计变量来生成优化的CAE模型。优化的CAE模型无支撑结构或部分无支撑结构。该方法还包括：打印无支撑结构或部分无支撑结构的优化的CAE模型。