纤维放置技术允许制造具有负荷适应纤维取向的复杂形状的复合部件。对于相应结构的设计,建立了拓扑优化系统。然而,各向异性拓扑优化方法往往局限于单向光纤方向。在桁架状拓扑优化结构中,单个桁架之间的交叉口受到多轴应力状态的影响。对于这些材料,单向纤维取向是不合适的,也可能不适合制造。在这项工作中,我们提出了一个拓扑优化程序,允许单向,也双轴光纤方向。单向和双轴光纤布局的选择是基于有限元内的应力状态。对于双轴光纤布局,第一纤维角度与最大绝对主应力方向对齐,而第二个纤维方向采用复合网理论计算。结果表明,考虑双轴纤维取向,光纤放置技术可以更好地制造光纤取向,适合于制造耐受放置路径的自动推导。此外,改善了交叉口处的应力状态,降低了光纤间失效的概率。此外,与纯单向拓扑优化相比,考虑双轴纤维取向可以增加恒定重量下的刚度。
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