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Process simulation-informed topology optimization for formwork-based concrete casting
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AI
DOI：10.1007/s00158-025-04084-x.png)
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摘要
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混凝土浇筑作为建筑业的基石，依赖于模板来塑造结构，并已被用于创建拓扑优化的轻质设计。浇筑结构与模板之间的相互作用需要平衡浇筑约束，特别是在拓扑通道中的填充效率，以避免影响性能的缺陷。然而，填充效率通常仅凭经验处理，限制了其优化潜力。传统方法需要大量后处理来提高填充效率，增加了成本和设计时间。本研究引入了一种基于工艺模拟的反向拓扑优化框架，将浇筑约束整合到设计过程中。该框架结合了拓扑优化、离散元法（DEM）模拟和填充率识别。其有效性通过2D数值示例、实验验证以及初步的3D扩展进行展示。结果表明，优化后的结构提高了填充效率，并允许定制浇筑位置。该方法为模板优化提供了一种新颖策略，提升了建筑行业的效率并降低了成本。
Keyword:
Formwork
Topology optimization
Manufacturing constraints
DEM
Casting design
期刊
IF:
4
论文数:
4.9K
被引数:
1.7W
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