undefined

Reinforcement approach using topology optimization

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Altunay, Rabia; Suuronen, Jarkko; Rupp, Andreas; Immonen, Eero; Roininen, Lassi

Tiivistelmä

Reinforcement structures involve using advanced materials, optimization techniques, and computational methods to enhance the strength and performance of components. Modern multi-material three-dimensional printers can manufacture reinforced structures with complex topologies. We present a computational design method to reinforce an object through the Solid Isotropic Material with a Penalization method to decrease the structure's compliance by pinpointing particular areas in the structure that need strengthening while preserving the initial dimensions of the model. We demonstrate mathematically the typical topology optimization approach remains effective when substituting voids with an alternative material. The rationale of our approach is to utilize the Solid Isotropic Material with a Penalization for modelling a two-material structure, in which the second material replaces the voids indicated by the Solid Isotropic Material with a Penalization process. We apply our approach to a two-dimensional cantilever beam and perform a mesh convergence study to confirm our method's validity.  Moreover, we compare the displacement and von Mises results of a baseline beam that has only a weak material and a reinforced beam that has two materials (weak and strong materials). The results indicate that von Mises stress is higher when the maximum displacement is lower in the reinforced beam. 
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT

Rupp Andreas Orcid -palvelun logo

Suuronen Jarkko

Roininen Lassi Orcid -palvelun logo

Altunay Rabia

Turun ammattikorkeakoulu

Immonen Eero Orcid -palvelun logo

Altunay Rabia Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Konferenssi

Artikkelin tyyppi

Muu artikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Matematiikka; Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.7148/2024-0330

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä