Generative design of a frame type construction

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorMastenko, І. V.
dc.contributor.authorStelmakh, N. V.
dc.date.accessioned2023-08-09T08:26:24Z
dc.date.available2023-08-09T08:26:24Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractBackground. In recent years, there has been a rapid development of the domestic military industry. Reducing the mass and increasing the specific strength of military products used in the field – the most pressing challenges facing engineers and scientists today. The rapid development of adaptive production has significantly expanded the possibilities of methods of topological optimization in the design of new products or improvement of existing design and technological solutions in order to reduce weight. Objective. The purpose of the paper is to improve the efficiency of designing the technology of manufacturing a frame type construction based on the method of topological optimization, which will reduce the weight of the product, while maintaining all the specified functional parameters. Methods. The paper presents an analysis of topological optimization methods and offers the interaction of modern ADS, namely CAD, CAM, CAE modules at the stage of design and technological preparation of production, which once again demonstrated its effectiveness in solving problems to reduce product weight. Results. The main tasks of topological optimization were solved for the frame type constructions, such as the minimization of volume and mass under physical constraints, as well as the optimization of other parameters with given geometric constraints. As a result, the proposed method of reducing the weight of the product is improved, which due to rational design and technological measures ensured a 56 % reduction in the weight of the frame type structure from the original and reduced the complexity of the manufacturing process by 22 % due to its effective adaptation to new technological conditions. Conclusions. The application of methods of topological optimization and rational establishment of design and technological constraints on products at the design stage can be very effective in solving problems of reducing the weight of products and optimizing manufacturing processes.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. Останніми роками бурхливо розвивається вітчизняна військова промисловість. Зменшення маси та збільшення питомої міцності виробів військового призначення, що застосовуються в польових умовах, – актуальні завдання, що постали перед інженерами та науковцями. Стрімкий розвиток адаптивного виробництва розширив можливості топологічної оптимізації для проєктування виробів або вдосконалення конструкторсько-технологічних рішень задля зменшення їхньої маси. Мета дослідження. Підвищити ефективність технології виготовлення конструкції каркасного типу на базі методу топологічної оптимізації, що забезпечить зменшення маси виробу зі збереженням усіх заданих функціональних показників. Методика реалізації. Аналіз методів топологічної оптимізації та пропозиція взаємодії сучасних САПР (систем автоматизованого проєктування), а саме модулів CAD (Computer-aided design (технологія автоматизованого проєктування)), CAM (Computeraided manufacturing (технологія автоматизованого виробництва)), CAE (Computer-aided engineering (технологія автоматизованої розробки)) на етапі конструкторсько-технологічного підготовлення виробництва, що вкотре продемонструвала ефективність у вирішенні завдань зі зменшення маси виробів. Результати дослідження. Розв’язано основні задачі топологічної оптимізації для проєктування конструкції каркасного типу: мінімізацію об’єму та маси за фізичних обмежень, оптимізацію інших параметрів із заданими геометричними обмеженнями. Удосконалено методику зменшення маси каркасу виробу, що внаслідок раціональних конструкторсько-технологічних заходів забезпечила зниження на 56 % маси конструкції каркасного типу від початкової та понизила трудомісткість технологічного процесу виготовлення на 22 % завдяки його ефективній адаптації до нових технологічних умов. Висновки. Застосування методів топологічної оптимізації та раціональне встановлення конструкторсько-технологічних обмежень на вироби на етапі проєктування може бути дуже ефективним для зменшення маси виробів й оптимізації технологічних процесів виготовлення.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. В последние годы бурно развивается отечественная военная промышленность. Уменьшение массы и увеличение удельной прочности изделий военного назначения, применяемых в полевых условиях, – актуальные задания, стоящие перед инженерами и учеными. Стремительное развитие адаптивного производства значительно расширило возможности методов топологической оптимизации для проектирования изделий или усовершенствования конструкторско-технологических решений с целью уменьшения их массы. Цель исследования. Повысить эффективность технологии изготовления конструкции каркасного типа на базе метода топологической оптимизации, что обеспечит уменьшение массы изделия при сохранении всех заданных функциональных показателей. Методика реализации. Анализ методов топологической оптимизации и предложение взаимодействия современных САПР (систем автоматизированного проектирования), а именно модулей CAD (Computer-aided design (технология автоматизированного проектирования)), CAM (Computer-aided manufacturing (технология автоматизированного производства)), CAE (Computer-aided engineering (технология автоматизированной разработки)) на этапе конструкторско-технологической подготовки производства, которое в очередной раз продемонстрировало эффективность при решении задач по уменьшению массы изделий. Результаты исследования. Решены основные задачи топологической оптимизации для конструкций каркасного типа: минимизация объема и массы при физических ограничениях, оптимизация других параметров с заданными геометрическими ограничениями. Усовершенствована методика уменьшения массы каркасного изделия, которая за счет рациональных конструкторско-технологических мероприятий обеспечила уменьшение на 56 % массы конструкции каркасного типа от начальной и снизила трудоемкость технологического процесса изготовления на 22 % за счет его эффективной адаптации к новым технологическим условиям. Выводы. Применение методов топологической оптимизации и рациональное назначение конструкторско-технологических ограничений на изделия на этапе проектирования может быть очень эффективным для уменьшения массы изделий и оптимизации технологических процессов изготовления.uk
dc.format.pagerangePp. 81-89uk
dc.identifier.citationMastenko, І. V. Generative design of a frame type construction / І. V. Mastenko, N. V. Stelmakh // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2021. – № 2(132). – С. 81–89. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/kpisn.2021.2.236954
dc.identifier.orcid0000-0002-2953-4589uk
dc.identifier.orcid0000-0003-1876-2794uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/59061
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofНаукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 2(132)лuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjecttopological optimizationuk
dc.subjectpenalty method for solid isotropic bodyuk
dc.subjecttechnological processuk
dc.subjectloaduk
dc.subjectSIMP-methoduk
dc.subjectтопологічна оптимізаціяuk
dc.subjectметод пеналізації для твердого ізотропного тілаuk
dc.subjectтехнологічний процесuk
dc.subjectнавантаженняuk
dc.subjectSIMP-методuk
dc.subjectтопологическая оптимизацияuk
dc.subjectметод пенализации для твердого изотропного телаuk
dc.subjectтехнологический процессuk
dc.subjectнагрузкаuk
dc.subject.udc658.512.4uk
dc.titleGenerative design of a frame type constructionuk
dc.title.alternativeГенеративний дизайн конструкції каркасного типуuk
dc.title.alternativeГенеративный дизайн конструкции каркасного типаuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
236954-549334-1-10-20210830.pdf
Розмір:
1.33 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 2(132)