کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4965756 1448463 2017 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Efficient biscale design of semiregular porous structures with desired deformation behavior
ترجمه فارسی عنوان
طراحی بساکی کارآمد از ساختارهای متخلخل نیمه عمودی با رفتار تغییر شکل پذیری مطلوب
کلمات کلیدی
ساختار نیمه خطی، ساختار متخلخل بهینه سازی طراحی، کاهش مدل، یکسان سازی، تولید افزودنی،
ترجمه چکیده
مواد / سازه های متخلخل در بسیاری از اشیاء طبیعی مشاهده می شوند، دارای ویژگی های استثنایی و کاربردهای گسترده صنعتی هستند. پیشرفت سریع در تولید افزودنی همچنین روند ساخت چنین ساختارهای متخلخل پیچیده با کنترل دقیق دقت را تسهیل کرده است. با این حال، طراحی سازه های متخلخل بهینه با رفتار تغییر شکل مطلوب، به دلیل پیچیدگی محاسباتی بالا، بسیار مشکل است. در این مطالعه یک رویکرد جدید و کارآمد برای حل این مشکل بوسیله طراحی یک ساختار متخلخل نیمه عمودی با سوراخ در هر عنصر مش از یک طرح چهار بعدی / هگزا مش با دامنه طراحی طراحی شده است. رویکرد پیشنهادی در نهایت تحلیلی بیانگر جابجایی مدل طراحی به عنوان تابع متغیرهای طراحی و در نتیجه حل مسئله بهینه سازی طراحی ساختار متخلخل را به طور موثر حل می کند. این نوآوری عمدتا با نمایندگی از فضای طراحی جمع و جور، ایجاد ساختار تقریبی تحلیلی و رابطه مالکیت و برآورد تغییرات جابجایی اموال مواد به دست آمد. اموال خوب با استفاده از تکنیک های عددی پیشرفته به دست آمد: کاهش مدل، نظریه همگن سازی، متاموئل کردن و تقسیم های ترکیبی. نمونه های مختلف عددی نیز برای اثبات عملکرد این روش مورد آزمایش قرار گرفتند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
طراحی بساکی کارآمد از ساختارهای متخلخل نیمه عمودی با رفتار تغییر شکل پذیری مطلوب
چکیده انگلیسی
Porous materials/structures are observed in many natural objects, exhibit exceptional properties, and have wide industrial applications. The rapid advance in additive manufacturing has also facilitated the process to fabricate such complex porous structures with fine accuracy control. However, the design of optimal porous structures with the desired deformation behavior is still very challenging because of its high computational complexity. In this study, a novel and efficient approach was developed to solve this problem by designing a semiregular porous structure with a hole within each mesh element of a given quad/hex-mesh layout of the design domain. The proposed approach ultimately analytically expresses the displacement of the design model as a function of the design variables, and consequently solves the optimization problem of porous structure design efficiently. The novelty was mainly achieved by representing a compact design space, building approximate analytical structure-property relation, and estimating the displacement variations of material property. The good property was achieved using the advanced numerical techniques: model reduction, homogenization theory, metamodeling, and the combined approximations. Various numerical examples were also tested to demonstrate the performance of the approach.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computers & Structures - Volume 182, 1 April 2017, Pages 284-295
نویسندگان
, , , ,