Neovius ve Schwarz-P Üçlü Periyodik Minimal Yüzey Yapılarının Mekanik Özelliklerinin Sayısal Analizi
Küçük Resim Yok
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Düzce Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Eklemeli imalat son yıllarda oldukça popüler bir üretim yöntemi olmuştur. Kuşkusuz onu bu popülerliğe taşıyan, geleneksel üretim yöntemleriyle üretilmesi mümkün olmayan karmaşık şekilli yapıları üretebilme kapasitesidir. Bu karmaşık yapılara en iyi örnek ise hafiflikleri ile ön plana çıkan kafes yapılardır. Kafes yapılar içerisinde farklı bir sınıf olan üçlü periyodik minimal yüzey (ÜPMY) yüksek mukavemet ve enerji emilimi kapasitesi nedeniyle sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada Neovius ve Schwarz-P ÜPMY yapılarından oluşan modellerin sonlu elemanlar analizi (sayısal) yöntemiyle çeşitli yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Analizlerde malzeme olarak 316 paslanmaz çelik kullanılmıştır. 20x20x20 mm kübik ÜMPY yapılar birim hücre boyutu 10 mm, hacimsel doluluğu ise %10, %15 ve %20 olmak üzere üç farklı hacimsel dolulukta tasarlanmıştır. Tasarlanan yapılara sırasıyla yalnızca basma, yalnızca kayma ve basma-kayma bileşik yükleri uygulanmıştır. Her üç yükleme durumunda da Schwarz-P yapısında daha yüksek gerilmeler meydana gelmiştir. Hem Neovius hem de Schwarz-P numunelerinde basma yükü altında kaymaya göre daha az eşdeğer gerilmeler meydana gelmiştir.
Additive manufacturing has become a very popular production method in recent years. Undoubtedly, what brings it to this popularity is its capacity to produce complex structures that are not possible to produce with traditional manufacturing methods. The best example of these complex structures is lattice structures, which stand out with their lightness. Triple periodic minimal surface (TPMS), which is a different class among lattice structures, is frequently preferred due to its high strength and energy absorption capacity. In this study, the behavior of models consisting of Neovius and Schwarz-P TPMS structures under various loads was examined using the finite element analysis method. 316 stainless steel was used as the material in the analyses. 20x20x20 mm cubic TPMS structures are designed with a unit cell size of 10 mm and three different volumetric filling levels: 10%, 15%, and 20%. Only compression, only shear, and compression-shear combined loads were applied to the designed structures, respectively. In all three loading cases, higher stresses occurred in the Schwarz-P structure. In both Neovius and Schwarz-P samples, less equivalent stresses occurred under compressive load than in shear.
Additive manufacturing has become a very popular production method in recent years. Undoubtedly, what brings it to this popularity is its capacity to produce complex structures that are not possible to produce with traditional manufacturing methods. The best example of these complex structures is lattice structures, which stand out with their lightness. Triple periodic minimal surface (TPMS), which is a different class among lattice structures, is frequently preferred due to its high strength and energy absorption capacity. In this study, the behavior of models consisting of Neovius and Schwarz-P TPMS structures under various loads was examined using the finite element analysis method. 316 stainless steel was used as the material in the analyses. 20x20x20 mm cubic TPMS structures are designed with a unit cell size of 10 mm and three different volumetric filling levels: 10%, 15%, and 20%. Only compression, only shear, and compression-shear combined loads were applied to the designed structures, respectively. In all three loading cases, higher stresses occurred in the Schwarz-P structure. In both Neovius and Schwarz-P samples, less equivalent stresses occurred under compressive load than in shear.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
316 Paslanmaz Çelik, Eklemeli İmalat, Mekanik Özellikler, Sonlu Elemanlar Analizi, Üçlü Periyodik Minimal Yüzey, 316 Stainless Steel, Additive Manufacturing, Finite Element Analysis, Mechanical Properties, Triple Periodic Minimal Surface
Kaynak
Düzce Üniversitesi Teknik Bilimler Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
2
Sayı
1
