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La fabricación aditiva de estructuras giroideas se utiliza como gestión de energía en choques

Autores: Rostro-González, Horacio; Reyes-Pozo, Guillermo; Puigoriol-Forcada, Josep Maria; López-Valdés, Francisco-José; Sundarram, Sriharsha Srinivas; Garcia-Granada, Andres-Amador

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La fabricación aditiva de estructuras giroideas se utiliza como gestión de energía en choques


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Estructuras tipo giroide
Niveles de absorción de energía
Fabricación aditiva
Dirección de compresión
Densidad relativa
Objetivos de impacto.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las estructuras tipo giroides son prometedoras en términos de niveles de absorción de energía. Debido a la fabricación aditiva, ahora pueden ser fabricadas y verificadas para diferentes funciones. En este artículo, se ha demostrado que un Giroid fabricado por FDM utilizando PLA con una densidad relativa de 0.2 debe estar orientado de manera que la compresión se produzca a lo largo de la dirección de construcción para obtener niveles más altos de fuerza y energía. El Giroid puede ser escalado, lo que permite el uso de una sola curva de compresión con fuerzas casi constantes hasta el 50% de compresión. El modelo para predecir propiedades como función de la densidad relativa se ajusta bien con una ley de potencia para = 2.2. La capacidad del Giroid para absorber energía por kilogramo es aproximadamente siete veces menor que la de un cubo sólido de PLA, pero puede ser utilizada para obtener niveles deseados de desaceleración. Es posible utilizar un modelo de desaceleración constante simple para definir el tamaño del Giroid, la masa y la velocidad del objeto que será impactado. El uso de este enfoque permite la combinación personalizada de tamaños de Giroid para cumplir con objetivos de impacto multiobjetivo. La simulación de impactos con un modelo de elementos finitos de solo 125 elementos sólidos es posible con errores inferiores al 10%. Al combinar diferentes tamaños de Giroid, se pueden cumplir dos regulaciones de seguridad diferentes. Modelar el Giroid mediante el mallado de la geometría real permite que la fuerza máxima local se magnifique a altas tasas de deformación, pero no es capaz de predecir correctamente la densificación.

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