Динамические эффекты в решетчатых структурах, изготовленных с помощью аддитивных технологий
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-512-522
Аннотация
В статье исследовано влияние структуры решетчатых конструкций на распространение упругих волн в них. Постановка задачи сформулирована в рамках линейной теории упругости при малых деформациях. Для решения задачи использован метод конечных элементов, реализованный в пакете прочностного анализа Fidesys. Смоделированы различные варианты плоских решетчатых структур: классическая решетка с прямолинейными прутьями и решетки с равномерно изогнутыми прутьями: лифтовая и звёздчато-круговая решетки. Исследована зависимость между структурой решетчатых конструкций и распространением возмущений в них. Выполнен анализ зависимости скорости распространения волн в изогнутых решетчатых конструкциях от частоты. Предложена прикладная концептуальная модель прибора, измеряющего частоты волн.
Об авторах
Владимир Анатольевич ЛевинРоссия
Константин Моисеевич Зингерман
Россия
Анатолий Викторович Вершинин
Россия
Иван Андреевич Подпружников
Россия
Список литературы
1. Вендик И.Б., Вендик О.Г. Метаматериалы и их применение в технике сверхвысоких частот // Журнал технической физики. 2013. Т. 83, вып. 1. С. 3-28.
2. Ashby M.F., Gibson L.J. Cellular Solids: Structure and Properties. 2nd ed. Cambridge University Press. Cambridge, New York, 1997.
3. Phani A.S., Woodhouse J., Fleck N. Wave propagation in two-dimensional periodic lattices. J. Acoust. Soc. Am. 2006. V. 119 (4). P. 1995-2005.
4. Cheng L., Liang X., Bai J., Chen Q., Lemon J., To A. On utilizing topology optimization to design support structure to prevent residual stress induced build failure in laser powder bed metal additive manufacturing // Additive Manufacturing. 2019. V. 27. P. 290-304.
5. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Том 2. М.: Наука, 1970. 568 с.
6. Победря Б. Е., Георгиевский Д. В. Основы механики сплошной среды. Курс лекций. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 272 c.
7. Эглит М.Э. Лекции по механике сплошных сред. - М.: Издательство Московского университета, 2008. - 318 с.
8. Андреев В. Б. Лекции по методу конечных элементов (учебное пособие). – М.: МАКС Пресс, 2010. - 262 с.
9. Морозов Е.М., Левин В.А., Вершинин А.В. Прочностной анализ. Фидесис в руках инженера. М.: URSS, 2015. — 408 с.
10. Левин В. А., Вершинин А. В. Промышленный пакет для прочностного инженерного анализа // XI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Казань 20-24 августа 2015 г. Сборник докладов. – С. 2281–2283.
11. Бровко Г.Л., Ильюшин А.А. Об одной плоской модели перфорированных плит // Вестник МГУ. Сер. Математика, механика. 1993. № 2. С. 83-91.
12. Levin V.A., Zingermann K.M. Effective Constitutive Equations for Porous Elastic Materials at Finite Strains and Superimposed Finite Strains // Journal of Applied Mechanics, Transactions ASME. 2003. V. 70, No. 6. P. 809-816.
13. Levin V.A., Zingerman K.M., Vershinin A.V., Yakovlev M. Numerical analysis of effective mechanical properties of rubber-cord composites under finite strains // Composite Structures. 2015. V. 131. P. 25-36.
14. Vershinin A.V., Levin V.A., Zingerman, K.M., Sboychakov A.M., Yakovlev M.Y. Software for estimation of second order effective material properties of porous samples with geometrical and physical nonlinearity accounted for // Advances in Engineering Software. 2015. V.86. P. 80-84.
15. Roehling J.D., Smith W.L., Roehling T.T., Vrancken B., Guss G.M., McKeown J.T., Hill M.R., Matthews M.J. Reducing residual stress by selective large-area diode surface heating during laser powder bed fusion additive manufacturing // Additive Manufacturing. 2019. V. 28. P. 228–235.
16. Protasov C.E., Safronov V.A., Kotoban D.V., Gusarov A.V. Experimental study of residual stresses in metal parts obtained by selective laser melting // Physics Procedia. 2016. V. 83. P. 825-832.
17. Robinson J., Ashton I., Fox P., Jones E., Sutcliffe C. Determination of the effect of scan strategy on residual stress in laser powder bed fusion additive manufacturing // Additive Manufacturing. 2018. V. 23. P. 13-24.
18. Levin V.A. Theory of repeated superposition of large deformations: Elastic and viscoelastic bodies // International Journal of Solids and Structures, 1998. V. 35(20). P. 2585–2600.
19. Levin V.A., Zubov L.M., Zingerman K.M. The torsion of a composite, nonlinear-elastic cylinder with an inclusion having initial large strains // International Journal of Solids and Structures. 2014. V. 51. No. 6. P. 1403–1409.
20. Levin V.A., Zubov L.M., Zingerman K.M. An exact solution for the problem of flexure of a composite beam with preliminarily strained layers under large strains // International Journal of Solids and Structures. 2015. V. 67-68. P. 244–249.
21. Levin V.A, Zubov L.M., Zingerman K.M. Multiple joined prestressed orthotropic layers under large strains// International Journal of Engineering Science. 2018. V. 133. P. 47–59.
Рецензия
Для цитирования:
Левин В.А., Зингерман К.М., Вершинин А.В., Подпружников И.А. Динамические эффекты в решетчатых структурах, изготовленных с помощью аддитивных технологий. Чебышевский сборник. 2019;20(2):512-522. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-512-522
For citation:
Levin V.A., Zingerman K.M., Vershinin A.V., Podpruzhnikov I.A. Dynamic effects in lattice structures produced by additive technologies. Chebyshevskii Sbornik. 2019;20(2):512-522. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-2-512-522
Просмотров:
577
Послать статью по эл. почте 