一种基于连续纤维复材3D打印的变纤维含量拓扑优化方法

摘要

一种基于连续纤维复材3D打印的变纤维含量拓扑优化方法，先建立连续纤维复合材料拓扑优化模型，再建立伪密度与纤维含量的映射关系，定义材料属性，然后建立有限元分析模型，计算目标函数及其灵敏度，再优化更新设计变量，判断迭代是否满足收敛条件，若不满足收敛条件则继续迭代，若满足则停止循环得到最终拓扑优化结构；最后完成3D打印样件制备；本发明在已有的连续纤维角度拓扑优化算法基础上，采用将结构伪密度与纤维含量一一对应的转换方法，实现同时调控单元密度、纤维角度、纤维含量三个变量，进而使连续纤维增强复材拥有其最优的结构拓扑和与之相适应的最适合的材料分布。