بررسی تئوری و تجربی سازه سلولی جدید با تخلخل هدفمند شعاعی ساخته شده به روش ساخت افزایشی و بهینه سازی خواص مکانیکی

پیام:
چکیده:

با توجه به پیشرفت هایی که در تکنیک های ساخت افزودنی صورت گرفته، امکان طراحی و تولید سازه های سلولی با هندسه های پیچیده با خواص مکانیکی مناسب و وزن کم فراهم آمده است و استفاده از مواد سلولی متخلخل در بسیاری از زمینه ها در حال افزایش است. در پژوهش حاضر سازه استوانه ای 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 5لایه 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 تیوری ارایه شده به کمک مدل سازی عددی و ساخت افزایشی نمونه پلیمری به روش سنگ چاپ سه بعدی و آزمون آن صحه گذاری شده است. مقایسه نتایج بیان گر دقت مناسب حل تیوری است. همچنین اثر متغیرهای هندسی طراحی شامل ارتفاع المان حجمی تکرارشونده، تعداد اضلاع چندضلعی آغازگر و قطر یال ها بر روی خواص مکانیکی سازه و توزیع آنها مطالعه شده است. با استفاده از الگوریتم های ژنتیک بهینه سازی تک هدفه و چندهدفه خواص الاستیک سازه انجام شده است. نتایج بهینه سازی تک هدفه در سازه هایی با تخلخل های 70، 75 و 80% به ترتیب بهبود 32/9، 35/92 و 35/68% مقدار مدول الاستیسیته بر جرم و افزایش 116/35، 96/48 و73/62% مقادیر تنش تسلیم بر جرم در همین تخلخل ها، نسبت به سازه مبنا با تخلخل های مشابه را نشان می دهند. نتایج حاصل، بیان گر قابلیت مناسب سازه برای ایجاد توزیع متغیر خواص و تخلخل و پتانسیل کاربرد آن به عنوان بافت جایگزین استخوان مصنوعی است.

نوع مقاله:
مقاله پژوهشی/اصیل
زبان:
فارسی
صفحات:
1895 -1910
لینک کوتاه:
magiran.com/p2138193 
برخی از خدمات از جمله دانلود متن مقالات تنها به مشترکان مگیران ارایه می‌گردد. شما می‌توانید به یکی از روش‌های زیر مشترک شوید:
اشتراک شخصی
در سایت عضو شوید و هزینه اشتراک یک‌ساله سایت به مبلغ 400,000ريال را پرداخت کنید. همزمان با برقراری دوره اشتراک بسته دانلود 100 مطلب نیز برای شما فعال خواهد شد!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی همه کاربران به متن مطالب خریداری نمایند!
توجه!
  • دسترسی به متن مقالات این پایگاه در قالب ارایه خدمات کتابخانه دیجیتال و با دریافت حق عضویت صورت می‌گیرد و مگیران بهایی برای هر مقاله تعیین نکرده و وجهی بابت آن دریافت نمی‌کند.
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.