四川大型铸钢厂成都景区人行桥铸钢件桥墩Y型铸钢节点

四川大型铸钢厂成都景区人行桥铸钢件桥墩Y型铸钢节点
分叉型铸钢节点为研究对象，针对分叉型铸钢节点质量过大和应力分布不均衡等问题，采用HyperWorks 有限元软件中的 OptiStruct 求解器对铸钢分叉节点的优形态进行了研究，并且应用不同类
型的 3D 打印技术制造了经拓扑优化设计所得到的铸钢分叉节点。得到的主要结论有：
（1）讨论了惩罚因子、棋盘格控制等优化参数对优化结果的影响，通过对拓扑优化节点与原始节点
力学性能的分析比较，证明了拓扑优化方法可以在保持节点良好力学性能的同时显著降低铸钢节点的自
重，提高其设计优化水平。
（2）将已得到的优结构模型节点与工程中常用的焊接空心球节点和树状节点进行对比，得出了拓
扑优化节点受力性能为优良的结论，证明了利用拓扑优化原理找寻结构的优模型是有效可行的方法。
（3）3D 打印技术的发展为铸钢节点的生产制造技术变革提供了契机。相对于传统制造工艺，3D 打
印技术的提出扩展和改良了铸钢节点的制造技术。将 3D 打印技术应用于节点制造，可以显著提高生产
速度、降低生产成本、改善制造精度，还可以解决拓扑优化形成的复杂形体采用传统工艺难以制造的关
键问题，制造出的铸钢节点。
（4）拓扑优化节点力学性能优良，但模型外观复杂，传统工艺难以制造，而 3D 打印制造中逐层打
印的技术特性不受模型外观的任何限制，十分适合制造拥有复杂外形的拓扑优化节点。将拓扑优化和 3D
打印结合的一体化技术有助于实现节点的设计与智能制造，符合当前建筑科技的发展趋势。
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