TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU KHUNG MÁY IN 3D BÊ TÔNG KÍCH THƯỚC LỚN DẠNG CỔNG TRỤC

Abstract

Bài báo trình bày việc tính toán và tối ưu hóa kết cấu khung máy in 3D bê tông dạng cổng trục kích thước lớn ứng dụng trong ngành xây dựng. Mô hình phần tử hữu hạn của khung máy với các điều kiện làm việc khác nhau được xây dựng trong môi trường NX Nastran và Ansys APDL để khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số thiết kế đến ứng xử của khung máy. Để tự động tính toán, phân tích kết cấu cụm trục di động của máy, chương trình tính toán chuyển vị và tần số dao động riêng của hệ được xây dựng dựa trên ngôn ngữ Matlab kết nối với Ansys APDL. Mô hình toán tối ưu của cụm trục di động máy in được xây dựng với tiêu chí khối lượng của cụm di động nhỏ nhất, bốn điều kiện ràng buộc và sáu biến - là các tham số thiết kế. Bài toán được giải nhờ giải thuật di truyền. Căn cứ vào bộ tham số tối ưu và bảng kích thước thép hộp tiêu chuẩn, phương án thiết kế hợp lý (gần với phương án tối ưu) đã được lựa chọn, cho phép giảm khối lượng kết cấu 70,6 % so với phương án thiết kế theo kinh nghiệm ban đầu.