Про особливості використання моделі поведінки матеріалу у конструкціях з комірково-каркасною структурою
Анотація
Сучасний розвиток комп'ютерного моделювання глибоко інтегрувався в процеси проектування конструкцій, в тому числі в аерокосмічному сегменті. Інтенсивне залучення цифрових технологій до виробничих процесів забезпечило можливість створення адитивних технологій. Саме ці технології допомагають змінити класичні підходи до створення об’єктів та отримати високоефективні раціональні конструкції. До таких конструкцій можна віднести комірково-каркасні структури (Lattice Structure). Такі структури створюються за допомогою селективного лазерного плавлення металів (Selective Laser Melting, SLM).
Комірково-каркасні структури — є комплексними тривимірними конструкціями, які складаються з повторюваних елементів або клітин, що утворюють просторовий масив. Елементарна клітинка, що входить до структури, може мати різну геометричну конфігурацію і певною мірою представляє собою мікроферму. Саме геометрія елементарної клітинки визначає фізичні властивості структури (густину, міцність, жорсткість, анізотропію та ін.). Отже, можна підібрати геометрію таким чином, щоб забезпечити високі показники жорсткості та міцності, при цьому значно знизивши масу конструкції, що є критично важливим в аерокосмічній індустрії. Але адитивна технологія виготовлення також впливає на фізичну модель поведінки такої конструкції. Після виготовлення комірково-каркасна структура має концентратори напружень і зони локальних зв'язаних нерозплавлених частинок. Всі ці фактори впливають на фізико-механічні характеристики та властивості структури.
Слід зазначити, що комірково-каркасні структури характеризуються складною геометрією просторових масивів, тому 3D моделювання, обробка, а також числові аналізи та експерименти методами кінцевих елементів (МКЕ) вимагають надзвичайно великих ресурсів.
Завантажити
Посилання
Mechanical properties and energy absorption capability of functionally graded F2BCC lattice fabricated by SLM / D. S. J. Al-Saedi et al. Materials & Design. 2018. Vol. 144. P. 32–44. URL: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.01.059 (date of access: 20.03.2023).
Mechanical Properties of the 2D Re-entrant Honeycomb Made via Direct Metal Printing / A. Alomarah et al. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 229. P. 012038. URL: https://doi.org/10.1088/1757-899x/229/1/012038 (date of access: 22.03.2023).
Gibson L. J., Ashby M. F. Cellular Solids: Structure and Prop-erties. 2nd ed. Cambridge : Cambridge Solid State Science Series, 1997. 510 p. URL: https://doi.org/10.1017/CBO9781139878326 (date of access: 01.04.2023).
Guide to ANSYS Programmable Features, ANSYS Inc., Can-onsburg, PA, January, 2018.
Bergström J. Plasticity Models. Mechanics of Solid Polymers. 2015. P. 353–369. URL: https://doi.org/10.1016/b978-0-323-31150-2.00007-8 (date of access: 26.03.2023).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Виклики та проблеми сучасної науки
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
