V tem delu je bila izvedena računalniška analiza utrujanja topološko optimiziranih avksetičnih celičnih struktur izdelanih s pomočjo selektivnega laserskega taljenja iz zlitine AlSi10Mg. Strukture so bile določene iz Pareto fronte pridobljene s pomočjo več-kriterijske optimizacije. Doba trajanja analiziranjih struktur je bila določena s pomočjo deformacijske metode, kjer so bili parametri določeni na podlagi kvazi-statičnih nateznih testov. Iz računalniških modelov je bilo določeno, da imajo manj avksetični vzorci daljšo dobo trajanja. Vpliv radija zaokrožitve ima velik vpliv na dobo trajanja. V splošnem se doba trajanja krajša z manjšanjem radija (radij manj kot 0.3 mm), kar je posledica koncentracije napetosti, kot tudi z večanjem radija (radij več kot 0.6 mm), kar je posledica premika območja plastifikacije stran od roba medceličnih povezav. Pridobljeni rezultati bodo služili za nadaljnje raziskave, ki bodo osredotočene na ciklično eksperimentalno testiranje avksetičnih celičnih struktur izdelanih s pomočjo selektivnega laserskega taljenja iz zlitine AlSi10Mg.
COBISS.SI-ID: 22684675
Primerjana je bila statična in malociklična trajnost treh ravninski celični struktur (šestkotnih, avksetičnih in avksetičnih-kiralnih). Tri različne strukture so imele enak kritični prerez in bile izdelane iz aluminijeve zlitine Al7075-T651. Referenčno območje vsake strukture je predstavljalo območje 9 (tri vrstice in trije stolpci) osnovnih celic. Za vsako strukturo so bili izvedeni statični in malociklični preizkusi pri različnih amplitudah obremenitve. Za določitev načrtovanje dobe trajanja so bile v nadaljevanju izvedene računalniške simulacije z enakimi robnimi pogoji. Za ta namen je bila uporabljena mehanika loma, ki je vključevala tudi izbris elementov pri eksplicitnih računalniških simulacijah. Rezultati statičnih simulacij so bili ovrednoteni tudi s pomočjo razširjene metode končnih elementov (XFEM). Vse računalniške simulacije so bile izvedene v programskem paketu Abaqus. Opaženo je bilo dobro ujemanje med računalniškimi in eksperimentalnimi rezultati za vse analizirane avksetične strukture.
COBISS.SI-ID: 22988310
Deformacijsko obnašanje avksetične strukture pod vplivom zunanje obremenitve je bilo obravnavano kot prilagodljiv mehanizem. Več-kriterijska topološka optimizacija, ki je temeljila na genetskem algoritmu in metodi končnih elementov je bila uporabljena za določitev optimalne oblike takšnega dvodimenzionalnega prilagodljivega mehanizma. Obravnavana je bila dvojna simetrija osnovne geometrijske celice, ki je gradnik simetrične avksetične strukture. Statične linearne računalniške simulacije so bile izvedene za določitev mehanskega odziva različnih geometrij. S predstavljeno metodo so bile določene najboljše rešitve, ki ležijo na Pareto fronti in dajejo širok nabor možnih geometrij novih avksetičnih geometrij. Metoda je izjemno efektivna in je lahko razširjena na analizo velikih deformacij, nelinearne elastičnosti ali elasto-plastičnosti.
COBISS.SI-ID: 25011971
V tem članku so predstavljeni rezultati 3D računalniških simulacij mehanskega obnašanja kiralnih avksetičnih celičnih struktur pod vplivom več-osnih obremenitev. Računalniški model je uporabljen za študijo vpliva geometrije osnovne celice na Poissonovo razmerje in deformacijsko obnašanje analiziranih kiralnih avksetičnih struktur. 3D računalniški model kiralnih avksetičnih struktur je sestavljen iz linijskih končnih elementov v programskem paketu LS-DYNA. Struktura je postavljena med toge plošče, ki simulirajo hidrostatično obremenitev. Povezave so na kontaktnih površinah predpisane v normalni in tangentni smeri. Razviti računalniški model omogoča natančen vpogled v deformacijsko obnašanje avksetičnih kiralnih struktur in omogoča boljše razumevanje porušitvenega obnašanja avksetičnih struktur pod vplivom več-osnih obremenitev.
COBISS.SI-ID: 22996246
Avksetične celične strukture zgrajene iz obrnjenih tetrapodov so bile prvič eksperimentalno testirane pri visokih hitrostih obremenjevanja. Hitrosti deformacij so dosegale 10.000 /s, kjer prevladuje dinamični način deformacije, dosežene pa so bile z zračnim topom. Deformacija je lokalizirana v predelu med udarnim telesom s preizkušancem in fiksno ploščo. Ta deformacijski način povzroči povečanje togosti v primerjavi s kvazi-statičnim odzivom. Rezultati eksperimentalnega testiranja so bili uporabljeni za ovrednotenje razvitih računalniških modelov v računalniškem programu LS-DYNA. Nato so bili validirani računski modeli uporabljeni še za analizo kritične hitrosti deformacije in analizo deformacijskih načinov skupaj z analitično konstitutivnimi modeli porušitve celičnih struktur.
COBISS.SI-ID: 21653270