خصوصیات دینامیکی و بهینه سازی ساختارهای شبکه ای TPMS ساخته شده با مواد افزودنی
| عنوان | خصوصیات دینامیکی و بهینه سازی ساختارهای شبکه ای TPMS ساخته شده با مواد افزودنی |
|---|---|
| نویسنده | شیمشک، اوگور |
| تاریخ انتشار: | 2021-08-19 |
| نوع | سند |
| زبان | انگلیسی |
| دیجیتال | بله |
| نسخه خطی | خیر |
| کتابخانه: | دانشگاه اوزیغین |
| شماره ثبت | e8587b8d-260c-4a26-9d82-747a147bb104 |
| محل کتابخانه | گروه مهندسی مکانیک |
| تاریخ | 2021-08-19 |
| متن نمونه | تولید افزودنی (AM) راه های جدیدی را برای ساخت سازه ها برای دستیابی به وظایف مهندسی چالش برانگیز باز کرده است. شبکههای سهگانه دورهای حداقل سطح (TPMS)، نمونهای منحصربهفرد از این سازهها، ویژگیهای جذاب بسیاری مانند نسبت سختی به وزن بالا و ویژگیهای ضربه را نشان میدهند. این مطالعه با هدف تمرکز بر خصوصیات دینامیکی و بهینه سازی ساختارهای شبکه TPMS ساخته شده به صورت افزودنی انجام شد. به موازات این هدف، پنج موضوع اصلی پژوهشی در این پایان نامه بررسی می شود. ابتدا، پیشبینیهای پاسخ فرکانسی یک مدل مبتنی بر المان محدود ساختار ساندویچی ژیروید ابتدا در برابر آزمایش مودال از نظر فرکانسهای طبیعی و شکلهای حالت آن تأیید شد. پس از آن، اثرات ضخامت دیواره صفحه و ژیروید بر ویژگیهای دینامیکی سازه با تغییر آنها در محدودههای حد مورد انتظارشان به عنوان بخشی از یک مطالعه پارامتری با استفاده از مدل المان محدود معتبر مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن، خصوصیات مودال ساختارهای TPMS تولید شده با استفاده از پنج روش مدلسازی مختلف برای یک تیر، که از سلولهای واحد اولیه، الماس، IWP و ژیروید تشکیل شده است، مورد مطالعه قرار میگیرد. این روشها شامل (1) مدلسازی پوسته، (2) مدلسازی جامد، (3) همگنسازی، (4) مدلسازی ابر عنصر و (5) وکسلسازی میشود. خصوصیات مودال با استفاده از تحلیل مودال انجام می شود و مدل های فوق از نظر کارایی محاسباتی و دقت مقایسه می شوند. به عنوان یک مطالعه پیگیری، یک روش طراحی جدید با استفاده از یک فرآیند TO یکپارچه برای توسعه ساختارهای FGL پیشنهاد شده است. برای این منظور، یک فرمول جریمه سازی مواد حاصل از کاربرد همگن سازی در فرآیند TO ادغام می شود. در نتیجه، چگالی نسبی TO به طور مستقیم نقشه برداری می شود و توابع پایه شعاعی (RBFs) سپس برای ایجاد هندسه FGL ها به طور موثر استفاده می شوند. روش پیشنهادی در یک مطالعه موردی نشان داده شده است، که در آن یک تیر کنسول با مشخصه شکاف باند مورد نظر طراحی شده است. علاوه بر این، یک روش جدید تولید شبکه درجه بندی شده مبتنی بر بهینه سازی اندازه آزاد (FOGLG)، که ساختارهای شبکه درجه بندی شده عملکردی را با استفاده از بهینه سازی اندازه آزاد تولید می کند، پیشنهاد شده است. علاوه بر این، روش بازسازی مناسب برای ساخت سازه های FGL سه بعدی با استفاده از AM ارائه شده است. در نهایت، یک چارچوب بهینهسازی ترکیبی برای استفاده مشترک از شبکههای مبتنی بر سطح مختلف در یک حوزه طراحی برای بهبود عملکرد مکانیکی ساختارهای شبکه ارائه میشود. نتیجهگیری شد که تکنیکهای شبیهسازی و بهینهسازی جدید پیشنهادی نقش مهمی در بهبود ویژگیهای دینامیکی سازههای شبکهای ساختهشده بهصورت افزودنی بازی میکنند و الزامات طراحی همیشه چالش برانگیز را میتوان با استفاده از دستورالعملهای مدلسازی ارائهشده در این پایاننامه برآورده کرد. edilmesinde yeni yollar açmıştır. Bu tür yapıların benzersiz bir örneği olan üçlü periyodik minimal yüzey (TPMS) kafesleri, yüksek sertlik-ağırlık oranı ve darbe sönüm özellikleri gibi birçok çekici özellik sergiler. Bu çalışma, eklemeli olarak üretilmiş TPMS kafes yapılarının dinamikasyonasyon ve optimizationuna odaklanmayı amaçlamıştır. Bu amaç doğrultusunda bu tez çalışmasında beş ana araştırma konusu incelenmiştir. İlk olarak, gyroid sandviç yapısının sonlu eleman tabanlı bir modelinin modal davranışı doğal frekansları ve mod şekilleri hesaplanarak incelendi ve modal test ile doğrulandı. داها سونرا، پلاکا و ژیروید دووار کالینلیغینین یاپینین دینامیک اوزللیکلری وزریندکی اتکیلری، دوغرولانمیش سونلو المانلار مدلی کولانیلاراک پارامتریک بیر چالیشمانین parçası اولاراک بیکلنن حد aralıkları boyunca değirıştir. Bir başka araştırma konusu olarak, primitive, diamond, IWP ve gyroid birim hücrelerden oluşan bir kiriş için beş farklı modelleme yöntemi kullanılarak, katmanlı olarak üretilmiş TPMS yapılarının modaldivalerasyonu in. Bu yöntemler (1) kabuk modelleme، (2) katı modelleme، (3) homojenleştirme، (4) süper eleman modelleme ve (5) vokselleştirmeyi içerir. مدال ویژگیاسیون، مدال آنالیز kullanılarak gerçekleştirilmiş ve yukarıda bahsedilen modeller, hesaplama verimlilikleri ve doğrulukları açısından karşılaştırılmıştır. Bir takip çalışması olarak, functionel olarak derecelendirilmiş kafes (FGL) yapılarının geliştirilmesi için entegre bir topoloji optimizasyonu (TO) süreci kullanan yeni bir tasarım metodolojisi önerildi. Bu amaçla، TO işlemine homojenizasyon uygulanarak elde edilen maddi bir cezalandırma formülü entegre edilmiştir. سونوچ اولاراک، تونون نیسپی یوغونلوکلاری دوغرودان هاریتالندی و داها سونرا FGL'lerin geometrisini verimli bir şekilde oluşturmak için radyal temel functionlar (RBF'ler) kullanıldı. Önerilen metodoloji, istenen bir bant aralığı karakteristiğine sahip bir konsol kirişin tasarlandığı bir çalışma üzerinde gösterilmiştir. Ayrıca, serbest boyut optimizationunu kullanarak functionel olarak derecelendirilmiş kafes yapılarını üreten yeni bir Serbest Boyutlu Optimizasyon Tabanlı Dereceli Kafes Oluşturma (FOGLG) yöntemi önerildi. آیریجا کاتمانلی ایمالات (AM) kullanılarak 3B FGL yapılarının inşasına uygun yeniden yapılandırma yöntemi sunuldu. Son olarak, kafes yapılarının mekanik performansını iyileştirmek için farklı yüzey tabanlı kafesleri bir tasarım alanında birlikte kullanmak için bir hibrit optimization çerçevesi sunuldu. Yeni önerilen simülasyon ve optimizasyon tekniklerinin, eklemeli olarak üretilmiş kafes yapılarının dinamik özelliklerini iyileştirmede çok önemli bir rol oynadığı ve bu tezde önerilen modelleme kılavuzları kullanılarak tagürin. karşılanabileceği sonucuna varıldı. |
