Résumé - Analyse des algorithmes de conception et fabrication d'une structure à double courbure basée sur un graphe avec des panneaux hexagonaux planes

Analyse des algorithmes de conception et fabrication d'une structure à double courbure basée sur un graphe avec des panneaux hexagonaux planes

2025-07-22 02:36:07

{"Mehdi Gorjian","Gregory A. Luhan","Stephen M. Caffey"}

{cs.CG}

Ce document présente un cadre algorithmique novateur pour la conception, la simulation et la fabrication d'une structure à double courbure basée sur une grille hexagonale avec des panneaux hexagonaux planes. Les contributions clés de cette œuvre sont : * **Construction d'une structure de données robuste** : Le document propose une nouvelle algorithmique appelée "Construction de Structure de Données" qui génère un graphe triangulé à partir d'une surface d'triangle équilatéral. Ce graphe sert de base pour les étapes suivantes du processus de conception. * **Création d'un système de particules ressorts** : Le document introduit un système de particules ressorts pour simuler les comportements dynamiques de la grille hexagonale. Ce système intègre différents types de ressorts (étirement, cisaillement et flexion) pour représenter les connexions structurelles entre les particules. * **Planification des panneaux hexagonaux** : Le document propose un algorithme de planification des panneaux qui optimise la géométrie des panneaux hexagonaux pour garantir la planéité et la faisabilité de la fabrication. * **Fabrication et renforcement structurel** : Le document montre la fabrication d'une structure à double courbure en utilisant des panneaux hexagonaux planes et des joints 3D imprimés. La structure est renforcée par des murs le long de chaque bord pour améliorer la stabilité. ### Étapes clés de l'algorithme de conception L'algorithme de conception implique les étapes clés suivantes : 1. **Construction de Structure de Données** : Cette étape génère un graphe triangulé à partir d'une surface d'triangle équilatéral en utilisant l'algorithme "Construction de Structure de Données". 2. **Création de Système de Particules Ressorsts** : Cette étape construit un système de particules ressorts basé sur le graphe triangulé, intégrant différents types de ressorts pour représenter les connexions structurelles entre les particules. 3. **Planification des Panneaux** : Cette étape applique l'algorithme de planification des panneaux pour optimiser la géométrie des panneaux hexagonaux, en assurant la planéité et la faisabilité de la fabrication. 4. **Fabrication et Renforcement Structurel** : Cette étape montre la fabrication de la structure à double courbure en utilisant des panneaux hexagonaux planes et des joints 3D imprimés. La structure est renforcée par des murs le long de chaque bord pour améliorer la stabilité. ### Avantages du cadre proposé Le cadre proposé offre plusieurs avantages : * **Effacité** : L'algorithme "Construction de Structure de Données" fonctionne efficacement avec une complexité O(n^2), ce qui le rend adapté aux constructions géométriques à grande échelle. * **Échelle** : Le cadre est scalable et peut être appliqué à une large gamme de formes géométriques et de structures. * **Flexibilité** : Le cadre permet la personnalisation des paramètres de conception, permettant la création de structures uniques et innovantes. * **Pratique** : Le cadre peut être utilisé pour fabriquer des structures complexes en utilisant des technologies de fabrication existantes. ### Applications Le cadre proposé a une large gamme d'applications, y compris : * **Architecture** : Le cadre peut être utilisé pour concevoir et fabriquer des structures architecturales innovantes, telles que des pavillons, des ponts et des bâtiments. * **Ingénierie** : Le cadre peut être utilisé pour concevoir et fabriquer des structures ingénieures complexes, telles que des composants aérospatiaux et des systèmes mécaniques. * **Art et Design** : Le cadre peut être utilisé pour créer des installations artistiques uniques et des objets de design. En conclusion, le cadre proposé offre une approche complète et efficace pour la conception, la simulation et la fabrication de structures à double courbure avec des panneaux hexagonaux planes. La flexibilité et la scalabilité du cadre le rendent un outil précieux pour une large gamme d'applications en architecture, ingénierie et art.