Rendimiento Mecánico de una Estructura de Red Cúbica Centrada en el Cuerpo Reforzada con Nodos: Un Diseño de Concepto de Igual Fuerza
Autores: Liu, Zeliang; Zhao, Rui; Tao, Chenglin; Wang, Yuan; Liang, Xi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Rendimiento Mecánico de una Estructura de Red Cúbica Centrada en el Cuerpo Reforzada con Nodos: Un Diseño de Concepto de Igual Fuerza
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estructuras de rejilla
Rendimiento mecánico
Resistencia igual
Fabricación aditiva
Absorción de energía
Aplicaciones de ingeniería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Las estructuras de celosía se caracterizan por su bajo peso, alta resistencia y alta rigidez, y tienen una amplia gama de aplicaciones en el campo aeroespacial. La concentración de tensión en los nodos es un factor clave que afecta el rendimiento mecánico de las estructuras de celosía. En este artículo, se fabricó aditivamente una nueva estructura de celosía cúbica centrada en el cuerpo de igual resistencia (ES-BCC) utilizando acero inoxidable 316L a través de fusión por láser selectivo (SLM). Los resultados de una prueba de compresión mecánica y un análisis de elementos finitos revelaron que la ubicación de fallo de la estructura ES-BCC cambió de los nodos al centro de los tirantes. A la misma densidad, la absorción de energía, el módulo de elasticidad y la resistencia a la fluencia de la estructura ES-BCC aumentaron en un 11.89%, 61.80% y 53.72% en comparación con la estructura BCC, respectivamente. Además, el cambio en el ángulo de la estructura ES-BCC logra cambios significativos en la resistencia, rigidez y absorción de energía para cumplir con diferentes requisitos de diseño y aplicaciones de ingeniería. El diseño del concepto de igual resistencia se puede aplicar como un método de diseño general para el diseño de otras estructuras de celosía ligeras que absorben energía.
Descripción
Las estructuras de celosía se caracterizan por su bajo peso, alta resistencia y alta rigidez, y tienen una amplia gama de aplicaciones en el campo aeroespacial. La concentración de tensión en los nodos es un factor clave que afecta el rendimiento mecánico de las estructuras de celosía. En este artículo, se fabricó aditivamente una nueva estructura de celosía cúbica centrada en el cuerpo de igual resistencia (ES-BCC) utilizando acero inoxidable 316L a través de fusión por láser selectivo (SLM). Los resultados de una prueba de compresión mecánica y un análisis de elementos finitos revelaron que la ubicación de fallo de la estructura ES-BCC cambió de los nodos al centro de los tirantes. A la misma densidad, la absorción de energía, el módulo de elasticidad y la resistencia a la fluencia de la estructura ES-BCC aumentaron en un 11.89%, 61.80% y 53.72% en comparación con la estructura BCC, respectivamente. Además, el cambio en el ángulo de la estructura ES-BCC logra cambios significativos en la resistencia, rigidez y absorción de energía para cumplir con diferentes requisitos de diseño y aplicaciones de ingeniería. El diseño del concepto de igual resistencia se puede aplicar como un método de diseño general para el diseño de otras estructuras de celosía ligeras que absorben energía.