Lo studio topologico è un sistema di ottimizzazione che serve a sviluppare componenti dal peso ridotto, che allo stesso tempo siano in grado di supportare gli stress previsti.
Grazie all’ottimizzazione topologica, possono nascere forme che inizialmente non erano state pensate, in modo tale che il progettista abbia un aiuto nel capire dove è opportuno alleggerire il componente. L’ottimizzatore Tolopogico è un tool compreso nel pacchetto SolidWorks Simulation Professional.
Come si imposta l’ottimizzatore topologico?
Vediamo un esempio concreto di come si imposta l’ottimizzatore topologico: proviamo ad ottimizzare la parte del meccanismo di apertura del tetto di una vettura (vedi immagine):
Il setup andrà impostato in questo modo:
- 1. scegliere, tra la lista possibile degli studi, quello denominato topologico;
- 2. selezionare il materiale, da cui poi deriverà anche il peso della parte;
- 3. definire le condizioni al contorno, ovvero vincoli e carichi;
- 4. stabilire gli obiettivi che si vogliono raggiungere.
In questo esempio, l’obiettivo che ci siamo posti è di ridurre il peso e che la deformazione massima debba essere minore di un certo valore imposto.
Inoltre, è possibile impostare un vincolo di simmetria rispetto al piano mediano del componente. In questo modo si può ottenere un risultato migliore con delle indicazioni più precise su dove scaricare il pezzo.
- 5. creare la mesh per discretizzare il modello;
- 6. infine, avviare l’ottimizzazione e vederne i risultati ottenuti.
Applicare l’ottimizzazione topologica alla stampa 3D
Un esempio di applicazione pratica, è utilizzare le nuove tecnologie di fabbricazione per realizzare un prototipo, attraverso la stampante 3D, esportando il modello ottimizzato.
Chi ha a disposizione una stampante 3D e si occupa di fare produzione additiva di massa, ha spesso la necessità di minimizzare materiali e tempi.
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Inoltre, si può modellare il componente, utilizzando le indicazioni dell’ottimizzatore topologico e verificare, così, se il pezzo è stato scaricato correttamente, mediante ad esempio uno studio statico, in cui si applicano gli stessi vincoli e carichi usati nello studio precedente.
Quali vantaggi dell’applicare l’ottimizzazione topologica?
In conclusione, è stato realizzato uno studio topologico attraverso pochi passaggi, semplici e veloci, senza l’ausilio di approcci manuali, lasciando gestire la geometria all’ottimizzatore topologico.
Per di più, l’integrazione in SolidWorks velocizza il flusso di progettazione. Questo è sicuramente lo strumento adatto a migliorare il rapporto rigidità/peso, a minimizzare la massa o a ridurre lo spostamento massimo di un componente. Tutto ciò risulta estremamente utile al progettista.
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