Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorTorgersen, Jan
dc.contributor.authorRøkke, Thomas Malmedal
dc.date.accessioned2019-10-18T14:06:12Z
dc.date.issued2019
dc.identifierno.ntnu:inspera:46065051:37917682
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2623248
dc.descriptionFull text available on 2022-06-10
dc.description.abstractAdditiv tilvirkning og topologioptimalisering har endret måten å designe produkter. Additiv tilvirkning har nesten ingen designbegrensninger og kan realisere komplekse strukturer. Topologioptimaliserte strukturer har ofte et så komplekst design at det er vanskelig å realisere dem med konvensjonelle tilvirkningsmetoder. Additiv tilvirkning og topologioptimalisering utfyller hverandre derfor godt til å designe og realisere optimaliserte produkter. Manifolder har konvensjonelt blitt produsert fra en solid blokk, hvor rette kanaler for væsketransport er inndrillet. De rette indre kanalene er ofte ikke den optimale distribusjonen, og det endelige designet består ofte av mer materiale enn nødvendig for å oppnå den nødvendige strukturelle integriteten. En manifold har derfor et stort optimaliseringspotensial, for å redusere materialforbruket og å redusere vekten for å gjøre det mer kostnadseffektivt og bedre enn dagens design. Denne oppgaven presenterer det første skrittet mot en ny designmetode for manifolder. Et sett med koder som benytter A* (uttalt A star (engelsk)) algoritmen, brukes til å lage manifolder. A* algoritmen finner den korteste veien mellom punkter i et rutenettet og brukes til å finne distribusjonen av indre kanaler i et nettverk som representerer en manifold. Koden som er laget antar at den genererte manifolden vil bli topologioptimalisert, og at det endelige designet vil se ut som en distribusjon av rør. Materialbruken for hvert rør er basert på analytiske beregninger som antar indre væsketrykk. Resultatet av koden er et sett med koordinater, som representerer kanaldistribusjonen. En kobling til SolidWorks er også laget. SolidWorks-koblingen bruker resultatet fra koden som inndata for å generere en massiv modell av en manifold med indre kanaler. For å visualisere prosessen, er en eksempelmanifold laget av koden og generert i SolidWorks. Eksempelmanifolden er også topologioptimalisert for å eksemplifisere hvordan hele designprosessen kan bli. Dette eksempelet indikerer en mulig vektreduksjon på 80%, sammenlignet med en massiv manifold med indre kanaler og viser det store potensialet for å revolusjonere manifolddesign.
dc.description.abstractAdditive manufacturing and topology optimization are changing the way products are designed. Additive manufacturing has nearly no limitations to design and can realize complex structures. Topology optimized structures often have a design so complex that it is difficult to realize them with conventional manufacturing techniques, and therefore, additive manufacturing and topology optimization complement each other well to design and realize optimized products. Conventionally, manifolds are produced from a solid block, in which straight paths for fluid transportation are drilled. The straight internal paths are often not optimally distributed, and the final designs often consist of more material than needed to obtain structural integrity. A manifold hence has a large optimization potential, to reduce material usage and to reduce weight to render it more cost effective and higher performing than designs of today. This thesis presents the first step towards a new design method for manifolds. A set of codes which utilizes the A* (pronounced A star) algorithm is used to create manifolds. The A* algorithm finds the shortest path between points in a grid network and is used to find the distribution of internal paths in a network representing the manifold domain. The created code assumes that the generated manifold domain will be topology optimized, and hence the final design will look like a pipe assembly. The occupied material domain (i.e. the volume the paths will occupy) is based on analytic calculations assuming internal fluid pressure. The output of the created code is a set of coordinates, which represents the path distribution. A link to SolidWorks is also created. The SolidWorks link uses the output of the code as input to build a solid model of the manifold with internal paths. To visualize the process, an example manifold is created by the code and generated in SolidWorks. The example manifold is also topology optimized to exemplify how the whole design process can be in the future. This demonstrator indicates a possible weight reduction of 80% compared to a manifold block with internal paths, showing the large potential of the present approach to revolutionize manifold design.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleExploring Minimum Cost Algorithms for Next Generation Manifolds
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel