| Form of studies |
Master |
| Title of the study programm |
Production Engineering |
| Title in original language |
Vieglo strukturālo komponentu optimizācija, izmantojot topoloģijas optimizāciju un galīgo elementu analīzi (FEA) programmā SolidWorks |
| Title in English |
Optimization of Lightweight Structural Components Using Topology Optimization and Finite Element Analysis (FEA) in SolidWorks |
| Department |
Faculty Of Civil And Mehanical Engineering |
| Scientific advisor |
Didzis Avišāns |
| Reviewer |
Aleksandrs Januševskis |
| Abstract |
Šajā maģistra darbā ir izstrādāts veids, kā optimizēt potītes pēdas protēzes sastāvdaļas, izmantojot topoloģijas optimizāciju un galīgo elementu analīzi SolidWorks programmā. Apakšējo ekstremitāšu protēžu lietotāji vēlas, lai ierīces būtu vieglas un izturīgas, kas palīdzētu samazināt to ražošanas izmaksas un nogurumu lietošanas laikā. Pētījumā izmantota topoloģijas optimizācija komerciālai potītes pēdas protēzes sistēmai, kas sākotnēji sver 718,91 gramu un saglabā drošības koeficientu 4 saskaņā ar ISO 10328 standartiem, lai panāktu būtisku svara samazinājumu.
Maģistra darbā tiek pētītas atšķirības starp divu veidu materiāliem ar divām dažādām ražošanas metodēm. Tika pētīti divi materiāli: Ti-6Al-4V ar elastības moduli 104800,31 N/mm² un blīvumu 4428,784 kg/m³ un PEEK ar elastības moduli 8200 N/mm² un blīvumu 1720 kg/m³. Topoloģijas optimizācijas izmantošana samazināja Ti-6Al-4V modeļa svaru līdz 461 gramam (par 35,9 % mazāk), savukārt optimizētais PEEK modelis bija visvieglākais - 170 gramu (par 76,4 % mazāks sākotnējais svars). Pētnieki arī pārbaudīja, kā viengabala un saliktu konstrukciju izmantošana ietekmē sastāvdaļas. Tas parādīja, ka sākotnējais samontētais Ti-6Al-4V svars bija 1562,05 grami. Optimizētās konstrukcijas atbilda veiktspējas prasībām neatkarīgi no slodzes apstākļiem, kas reprezentē dažādas staigāšanas fāzes. Šie rezultāti liecina, ka, optimizējot materiālu un ražošanas metodes, ir iespējams uzlabot protēzes veiktspēju un ietaupīt lietotāja enerģiju. Apvienojot topoloģijas optimizāciju ar pareiziem materiāliem un ražošanas metodēm, pētniekiem izdevās panākt ievērojamus protezēšanas uzlabojumus, kas arī samazināja to, cik daudz enerģijas lietotāji patērē staigāšanai. |
| Keywords |
topoloģijas optimizācija,potītes-pēdas protēzes,galīgo elementu analīze,SolidWorks |
| Keywords in English |
topology optimization,ankle-foot prosthetics,finite element analysis,SolidWorks |
| Language |
eng |
| Year |
2025 |
| Date and time of uploading |
29.05.2025 22:44:17 |
