جستجو در:
دوره 20، شماره 7 - ( تیر 1399 )
جلد 20 شماره 7 صفحات 1910-1895 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Mohtadifar N, Asgari M. New Additively Manufactured Cellular Lattice Structure; Theory and Experiment. Modares Mechanical Engineering 2020; 20 (7) :1895-1910
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-40068-fa.html
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-40068-fa.html
مهتدی‌فر نگار، عسگری مسعود. بررسی تئوری و تجربی سازه سلولی جدید با تخلخل هدفمند شعاعی ساخته‌شده به روش ساخت افزایشی و بهینه‌سازی خواص مکانیکی. مهندسی مکانیک مدرس. 1399; 20 (7) :1895-1910
نگار مهتدی‌فر1 
، مسعود عسگری* 2
، مسعود عسگری* 2
1- گروه مهندسی خودرو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2- گروه مهندسی خودرو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران ، asgari@kntu.ac.ir
2- گروه مهندسی خودرو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران ، asgari@kntu.ac.ir
چکیده: (2403 مشاهده)
با توجه به پیشرفت‌هایی که در تکنیک‌های ساخت افزودنی صورت گرفته، امکان طراحی و تولید سازه‌های سلولی با هندسه‌های پیچیده با خواص مکانیکی مناسب و وزن کم فراهم آمده است و استفاده از مواد سلولی متخلخل در بسیاری از زمینه‌ها در حال افزایش است. در پژوهش حاضر سازه استوانه‌ای نوینی که در راستای شعاعی توزیع چگالی نسبی و خواص گرادیانی قابل تنظیم دارد، با الهام از ساختار استخوان طراحی و معرفی شده است. سازه سلولی در ۵لایه و از تکرار سلول واحد پایه چهاروجهی منتظم با الگوی مشخص در راستای شعاعی، محیطی و محوری حاصل شده است. با استفاده از روابط تحلیلی، خواص مکانیکی الاستیک سازه تعیین شده است. حل تئوری ارایه‌شده به‌کمک مدل‌سازی عددی و ساخت افزایشی نمونه پلیمری به روش سنگ‌چاپ سه‌بعدی و آزمون آن صحه‌گذاری شده است. مقایسه نتایج بیان‌گر دقت مناسب حل تئوری است. همچنین اثر متغیرهای هندسی طراحی شامل ارتفاع المان حجمی تکرارشونده، تعداد اضلاع چندضلعی آغازگر و قطر یال‌ها بر روی خواص مکانیکی سازه و توزیع آنها مطالعه شده است. با استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک بهینه‌سازی تک‌هدفه و چندهدفه خواص الاستیک سازه انجام شده است. نتایج بهینه‌سازی تک‌هدفه در سازه‌هایی با تخلخل‌های ۷۰، ۷۵ و ۸۰% به‌ترتیب بهبود ۳۲/۹، ۳۵/۹۲ و ۳۵/۶۸% مقدار مدول الاستیسیته بر جرم و افزایش ۱۱۶/۳۵، ۹۶/۴۸ و۷۳/۶۲% مقادیر تنش تسلیم بر جرم در همین تخلخل‌ها، نسبت به سازه مبنا با تخلخل‌های مشابه را نشان می‌دهند. نتایج حاصل، بیان‌گر قابلیت مناسب سازه برای ایجاد توزیع متغیر خواص و تخلخل و پتانسیل کاربرد آن به‌عنوان بافت جایگزین استخوان مصنوعی است.
واژه‌های کلیدی: مواد سلولی متخلخل، تخلخل گرادیانی شعاعی، ساخت افزایشی، حل تحلیلی، مدل‌سازی المان محدود، بهینه‌سازی چندهدفه
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
بیومکانیک
دریافت: 1398/11/5 | پذیرش: 1399/1/29 | انتشار: 1399/4/30
دریافت: 1398/11/5 | پذیرش: 1399/1/29 | انتشار: 1399/4/30
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |