增材制造中自支撑结构的拓扑优化设计方法

摘要

本发明公开了一种增材制造中自支撑结构的拓扑优化设计方法，用于解决现有自支撑结构的拓扑优化设计方法实用性差的技术问题。技术方案是在实体设计区域内布置一定数目的封闭多边形孔洞，通过这些孔洞的移动、变形、融合、缩小和膨胀等行为来驱动结构的拓扑布局演变。此外，每个多边形顶点之间的相对位置被控制，使总体结构中悬空部位的倾斜角大于临界角度值，进而实现结构的自支撑。相比背景技术的设计方法，本发明的为实现结构的自支撑牺牲的柔顺度较少。此外，设计变量与单元无关，数目少、计算量少、易收敛。此外，本发明设计的结构边界光滑，内部不存在中间密度单元，有利于工程设计人员进行模型重构等后处理过程，实用性好。