پديد آورنده :
صارميان، رضا
عنوان :
طراحي، مدل‌سازي، ساخت و ارزيابي ساختارهاي مشبك سلولي فلزي براي مقاومت بهضربه با روش ذوب انتخابي به‌كمك ليزر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 86ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محسن بدرسماي
استاد مشاور :
محمود كدخدائي، احسان فروزمهر
توصيفگر ها :
ساختار مشبك , ساخت افزودني , ذوب انتخابي به‌كمك ليزر , ميله فشاري هاپكينسون , اجزاي محدود
استاد داور :
مصطفي جمشيديان، رضا جعفري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/01/25
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/02/02
چكيده فارسي :
چکیده ساختارهای مشبک نوعی از مواد سلولی هستند که اغلب دارای چارچوب خرپا مانند میباشند این ساختارها بهدلیل نسبت استحکام به وزن باال و قابلیت کنترل خواص مکانیکیشان مورد توجه محققان قرار گرفتهاند باتوجهبه اینکه شکل هندسی این ساختارها اغلب پیچیده میباشد ساخت آنها با روشهای تولید سنتی محدود است ساخت افزودنی چاپ سهبعدی شامل فرآیند ساخت یک قطعه بهصورت الیهبهالیه میباشد این فنآوری انقالبی در تولید محصوالت ایجاد کرده است ازآنجاییکه روشهای ساخت افزودنی با اضافهکردن تدریجی ماده در هرجا که الزم باشد قطعه را میسازند امکان ساخت قطعات بسیار پیچیدهای را فراهم میکنند که معمو بهوسیله روشهای تولید مرسوم قابلساخت نیست ال امروزه با پیشرفت و توسعه فنآوری ساخت افزودنی مطالعات بسیاری در زمینه ارزیابی رفتار و خواص مکانیکی ساختارهای مشبک انجام شده است در این پژوهش سه ساختار مشبک کلوین رومبیک دوازدهسطحی و ترانکیتد کوباکتاهدرون با ابعاد هندسی یکسان در بارگذاریهای شبه استاتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفتند این کار شامل دو بخش تجربی و عددی است در بخش تجربی ساختارهای مشبک توسط روش ذوب انتخابی بهکمک لیزر ساخته شدند پس از آن دقت و کیفیت ساخت شامل درصد تخلخل و چگالی نسبی بررسی شد برای انجام آزمونهای شبه استاتیک از آزمون فشار یک محوره استفاده شد و آزمونهای دینامیکی ساختارهای مشبک توسط دستگاه میله فشاری هاپکینسون با نرخ کرنش میانگین1 765 s انجام شدند در بخش عددی مدلسازیها بهروش اجزای محدود با هدف پیشبینی رفتار و خواص مکانیکی ساختارهای مشبک و با استفاده از نرمافزار آباکوس انجام شدند مدلسازیهای انجامشده شامل روش سلول واحد و همچنین مدلکردن کل ساختار مشبک میباشند که بهترتیب با استفاده از المانهای سهبعدی پیوسته و تیر انجام شده است ساختارهای مشبک ساختهشده دارای چگالی نسبی باالی 99 بودند که نشاندهنده کیفیت عالی ساخت است نتایج آزمونهای تجربی نشان داد که ساختارهای مشبک انتخابی از نسبت استحکام به وزن باال و مقاومت بهضربه عالی برخوردار هستند که برای کاربرد در سازههای سبکوزن و مقاوم بهضربه انتخاب مناسبی هستند همچنین مدلسازیهای انجام شده از همخوانی مناسبی با آزمونهای تجربی برخوردار بود و برای پیشبینی رفتار و خواص مکانیکی ساختارهای مشبک مناسب میباشند درنهایت پس از تجزیهوتحلیل نتایج مشخصشد که ساختار مشبک رومبیک دوازدهسطحی از خواص مکانیکی ویژه و مقاومت در برابر ضربه باالتری نسبت به سایر ساختارهای مشبک برخوردار است بهطوری که انرژی جذبشده این ساختار در آزمون فشار شبه استاتیک و در کرنش 05 درصد بهترتیب 5 5 و 8 31 درصد از ساختارهای مشبک کلوین و ترانکیتد کوباکتاهدرون بیشتر است کلمات کلیدی ساختار مشبک ساخت افزودنی ذوب انتخابی بهکمک لیزر میله فشاری هاپکینسون اجزای محدود
چكيده انگليسي :
87 Design Modeling Fabrication and Validation of Metal Cellular Lattice Structures for Impact Resistance Made with Selective Laser Melting Method Reza Saremian r saremian@me iut ac ir Date of Submission 2019 01 15 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Badrossamay mohsen badrossamay@cc iut ac irAbstract Lattice structures are a type of cellular materials often with truss like frameworks These structures havebeen considered by the researchers due to their high strength to weight ratio and the capability of controllingtheir mechanical properties Given that the geometric shape of these structures is often complex manufacturingthem by traditional production methods is limited Additive manufacturing 3D printing includes the processof making a piece in a layered form This technology has created a revolution in the production Since in themethods of additive manufacturing by gradually adding the material wherever it is needed making it possibleto manufacture very complex pieces which cannot usually be made using conventional production methods Today with the advancement and development of additive manufacturing technology many studies have beencarried out on the evaluation of the behavior and mechanical properties of lattice structures In this research three lattice structures of kelvin rhombic dodecahedron and truncated cuboctahedron with identical geometricdimensions were investigated in quasi static and dynamic loadings This research work consists of twoexperimental and numerical sections In the experimental section lattice structures were fabricated by selectivelaser melting method Thereafter the manufacturing accuracy and quality including porosity percentage andrelative density were investigated To perform quasi static tests uniaxial compressive test was used and thedynamic tests of lattice structures were performed by the Split Hopkinson Pressure Bar with a mean strain rateof 765 s 1 In the numerical section the modeling was performed using finite element method with the aim ofpredicting the behavior and mechanical properties of lattice structures using the ABAQUS software Theperformed modeling involves unit cell method as well as modeling the entire lattice structures which areperformed using 3D continuum and beam elements respectively The manufactured lattice structures were ofrelative densities of over 99 indicating the excellent manufacturing quality The results of the experimentaltests showed that the selected lattice structures are of a high strength to weight ratio and impact resistancewhich are appropriate choices for being used in lightweight and impact resistant structures Moreover theperformed modeling has good agreement with the experimental tests and are suitable for predicting thebehavior and mechanical properties of lattice structures Finally after analyzing the results it was determinedthat the rhombic dodecahedron lattice structure has a special mechanical properties and higher impactresistance than other lattice structures so that the energy absorbed by this structure in the quasi staticcompressive test and in the 50 strain is 5 5 and 13 8 greater than kelvin and truncated cuboctahedronlattice structures respectively Keywords Lattice structure Additive manufacturing Selective laser melting Split Hopkinson pressure bar Finite element
استاد راهنما :
محسن بدرسماي
استاد مشاور :
محمود كدخدائي، احسان فروزمهر
استاد داور :
مصطفي جمشيديان، رضا جعفري
