Towards manufactured lattice structures: a comparison between layout and topology optimization - ONERA - Office national d'études et de recherches aérospatiales Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2021

Towards manufactured lattice structures: a comparison between layout and topology optimization

Vers des structures treillis manufacturées : une comparaison entre l'optimisation de layout et l'optimisation topologique

Résumé

The repetitive nature of cellular lattice structures brings various interesting features among which fast assembly and repair time, reduced tooling, and manufacturing costs are major advantages. Additionally, as the mechanical performances of the structure are heavily influenced by the topology and materials of the cell, the designers can optimize the cell to tailor the structure for various scenarios. In this paper, we discuss and compare two relevant structural optimization methods for lattice structures: topology optimization and layout optimization. In the first part of the article, we presented an innovative cellular topology optimization formulation that minimizes the structural mass taking into account the internal stresses. The cellular implementation is based on the full-scale method called variable linking. In the second part, a qualitative comparison of topology and layout optimization is carried out, analysing the strength and the weakness of the two methods when applied to a lattice structure context.
La nature répétitive des structures en treillis cellulaires apporte diverses caractéristiques intéressantes parmi lesquelles un temps d'assemblage et de réparation rapide, un outillage et une fabrication à faible coût sont des avantages majeurs. De plus, comme les performances mécaniques de la structure sont fortement influencées par la topologie et les matériaux de la cellule, les concepteurs peuvent l'optimiser pour adapter la structure à divers scénarios. Dans cet article, nous discutons et comparons deux méthodes d'optimisation structurelle pertinentes pour les structures en treillis : l'optimisation topologique et l'optimisation de layout. Dans la première partie de l'article, nous présentons une formulation cellulaire d'optimisation topologique innovante qui minimise la masse structurelle en tenant compte des contraintes internes. La mise en œuvre cellulaire est basée sur la méthode à grande échelle appelée variable linking. Dans la deuxième partie nous avons mené une comparaison qualitative de l'optimisation topologique et de l'optimisation de layout, en analysant les avantages et les inconvénients des deux méthodes lorsqu'elles sont appliquées à un contexte de structure en treillis.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03384893 , version 1 (19-10-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03384893 , version 1

Citer

Enrico Stragiotti, François-Xavier Irisarri, Cédric Julien, Joseph Morlier. Towards manufactured lattice structures: a comparison between layout and topology optimization. AeroBest 2021 International Conference on Multidisciplinary Design Optimization of Aerospace Systems. Book of proceedings, ECCOMAS, Jul 2021, Lisbon, Portugal. pp.229-244. ⟨hal-03384893⟩
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