کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5020025 1468632 2017 19 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
The effect of anisotropy on the optimization of additively manufactured lattice structures
ترجمه فارسی عنوان
اثر ناهمسانگردی بر روی بهینه سازی سازه های ساختاری افزوده شده تولید شده
کلمات کلیدی
تولید افزودنی، بی خوابی مواد، بهینه سازی، ساختار شبکه معیار بهینه مطلق،
ترجمه چکیده
جهت گیری ساخت یکی از عوامل تاثیر گذار بر خواص مواد در قطعات تولید شده است. برنامه های پیشرفته، مانند سازه های شبکه ای که برای سبک وزن بهینه سازی شده اند، اغلب به حاشیه های ایمنی کوچک متکی هستند و از این رو به ویژه تحت تاثیر قرار می گیرند، اما تحقیقات به مراتب فراتر از ویژگی های تجربی خالص نرسیده است. تمرکز این مقاله این است که به طور جدی بررسی اثر آنیزوتروپیک ناشی از تولید بر عملکرد مکانیکی و ایجاد ساختار کلی در هنگام بهینه سازی. اول، یک مدل مالکیت مواد برای هر دو حالت فشرده سازی و کشش فرموله شده است. سپس، روش معیار بهینه سازی عمومی برای ساختار شبکه های توپولوژی ثابت با توجه به محدودیت های جابجایی، استرس و انحنای اویلر گسترش می یابد. دو دومی به عنوان محدودیت های محلی طراحی شده اند که در ترکیب با مجددا طراحی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که موضوعات ایمنی قابل توجهی که احتمالا منجر به نارسایی زودرس در هنگام استفاده از خواص از آزمون های یک طرفه می شود، همانطور که تا کنون مورد است، به جای مدل کامل بی عدالتی که در اینجا ارائه شده است. اگر به طور معکوس استفاده شود، الگوریتم جهت رسیدن به یک ساختار در پلت فرم ساخت را به ارمغان می آورد، که باعث کاهش وزن بیشتر می شود در حالی که خواص مکانیکی را حفظ می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی صنعتی و تولید
چکیده انگلیسی
The build orientation is one the most influential factors on material properties in additively manufactured parts. Advanced applications, such as lattice structures optimized for lightweight, often rely on small safety margins and are, hence, particularly affected, but research has not gone far beyond the pure empirical characterization. The focus of this paper is to investigate in detail the influence of anisotropy induced through fabrication on the mechanical performance and build orientation of whole structures when subject to optimization. First, a material property model for both compression and tension states is formulated. Then, the Generalized Optimality Criteria method is extended for fixed topology lattice structures with respect to constraints in displacement, stress, and Euler buckling. The two latter are formulated as local constraints that are handled in combination with Fully-Stressed Design recursion. The results reveal significant safety threads likely leading to premature failure when using properties from one-directional tests, as is so far the case, rather than the full anisotropy model developed herein. If used inversely, the algorithm yields the optimal orientation of a structure on the build platform, allowing further weight reduction while maintaining the mechanical properties.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Additive Manufacturing - Volume 17, October 2017, Pages 67-76
نویسندگان
, , ,