面向增材制造的自支撑结构设计方法及相关自支撑结构优化算法

摘要

本发明属于工程技术领域，公开了一种面向增材制造的自支撑结构设计方法及相关自支撑结构设计算法，把增材制造材料的层叠关系转换为材料之间的支撑关系，定义了设计密度与打印密度映射模型，实现自支撑结构的设计；在结构优化过程中，基于模型的设计密度与打印密度的映射关系，通过优化模型的灵敏度计算，确立了相邻两层材料的材料支撑关系；利用对打印密度的更新，并结合材料用量约束和目标函数，判断是否达到收敛条件，若达到，则此时所得的自支撑结构即为可制造的最优结构。本发明可以根据材料的特性，自由设置材料的悬挑角、悬挑长度等属性，增加了结构设计的灵活度和材料特性适用度。