شبیه‌سازی و تحلیل ساختارهای مشبک الماسی به منظور جذب انرژی تحت بارگذاری فشاری
کد مقاله : 1269-ISME2024
نویسندگان
عرفان طاهرخانی1، مهدی شعبان *1، اشکان مسیبی2، هاشم مظاهری3
1دپارتمان مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2دانشگاه بوعلی سینا
3دانشیار، طراحی کاربردی، دانشگاه بو علی سینا،همدان
چکیده مقاله
ساختارهای اگزتیک به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی نظیر استحکام بالا، نسبت مناسب استحکام به وزن، و توانایی جذب انرژی قابل‌توجه، به‌طور گسترده‌ای در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پژوهش، رفتار فشاری پیکربندی الماس BCC با تمرکز بر عملکرد مکانیکی و قابلیت جذب انرژی مورد بررسی قرار گرفت. برای دستیابی به طراحی بهینه، ابعاد سلول‌های الماسی با استفاده از تحلیل المان محدود بررسی و بهینه‌سازی شدند. سپس، نمونه‌های بهینه‌شده با استفاده از روش چاپ سه‌بعدی FDM و مواد PLA ساخته شدند و تحت آزمایش‌های فشاری قرار گرفتند.
نتایج آزمایش‌ها نشان داد که ساختار الماس BCC، به‌ویژه در حالتی که از استرات‌های عمودی متناوب بهره می‌برد، عملکرد بهتری در ظرفیت جذب انرژی و توزیع تنش نشان می‌دهد. این ساختارها به دلیل ویژگی‌های مکانیکی برتر، پتانسیل بالایی برای استفاده در کاربردهای مرتبط با جذب ضربه، محافظت انرژی، و طراحی‌های سبک‌وزن دارند. همچنین، یافته‌ها بر اهمیت طراحی دقیق هندسه سلولی و انتخاب مواد مناسب برای بهبود کارایی این ساختارها تأکید می‌کنند.
کلیدواژه ها
ساختارهای اگزتیک-جذب انرژی-چاپ سه‌بعدی-ساختارهای هسته‌ای مشبک-تحلیل المان محدود FEA- ساخت افزودنی
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی