Topological optimization of a multibody system by the SIMP method

This paper aims to improve the material gain of an optimized multi-component product without affecting its dimensions and performance. The weight reduction was achieved by optimizing the topology using the SIMP method. first, the part was geometrically modelled by the Catia V5R21 software, then an ANSYS solver is applied to choose the appropriate material and study the loads and stresses acting on the component of the multi-component system "perforator" a mass reduction up to 64% will be achieved on the topological optimization of the studied part. then, the obtained results are compared to other results of the literature. this significant reduction in mass and volume without altering the mechanical characteristics of the system, with an improvement in performance. Implementing the topologique optimization using ANSYS software, this reduction influences the manufacturing time as well as the cost of the part. finally, the implementation of the SIMP method using ANSYS allowed us to determine an optimal configuration of mechanical components for 3d printing according to pre-established parameters with sufficient strength.

Ce travail vise à améliorer le gain la matière d’un produit multi-composant optimisé sans affecter ses dimensions et ses performances.la réduction de poids a été obtenue par l’optimisation de la topologie en utilisant la méthode SIMP.Dans un premier temps, la pièce a été modélisée géométriquement par le logiciel Catia V5R21, puis un solveur ANSYS est appliqué pour choisir le matériau adéquat et étudier les charges et les contraintes agissant sur le composant du système multi-composant « perforatrice » ; une réduction de masse jusqu’à 64% sera réalisée sur l’optimisation topologique de la pièce étudiée. Ensuite, les résultats obtenus sont comparés avec d’autres résultats de la littérature. Cette réduction significative de la masse et de volume sans altérer les caractéristiques mécaniques du système, avec une amélioration des performances. Mettant en oeuvre l’optimisation topologique à l’aide du logiciel de calcul par éléments finis ANSYS, Cette réduction à une influence très importante sur le temps de la fabrication ainsi que le coût de la pièce. Finalement la mise en oeuvre de la méthode SIMP à l’aide d’ANSYS nous a permis de déterminer une configuration optimale des composants mécanique pour l’impression 3D selon des paramètres préétablis avec une rigidité suffisante.

Additive manufacturing topological optimization finite element

Fabrication additive optimisation topologique éléments finis