Influencia de los Parámetros Estructurales en las Propiedades Mecánicas de la Estructura de Superficie Mínima Periódica Triple
Autores: Chen, Xiusi; Sun, Guoqin; Zhu, Jiaqi; Kang, Wei; Shang, Deguang; Deng, Zhanfeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleación de titanio
Aeroespacial
Fusión selectiva por láser
Propiedades mecánicas
Estructuras porosas
Diseño ligero
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La aleación de titanio se utiliza ampliamente en la industria aeroespacial y en otros campos debido a su baja densidad, alta resistencia específica, resistencia a la corrosión y otras ventajas. Con el desarrollo de la tecnología de fabricación aditiva por fusión selectiva de láser, es posible fabricar estructuras porosas de superficie mínima periódica triplemente. Se estudian los efectos de los parámetros estructurales en las propiedades mecánicas de una estructura de superficie mínima periódica triplemente tipo diamante (D) Ti-6Al-4V. De acuerdo con las características de las estructuras porosas, se modifican las fórmulas de ajuste de Gibson Ashby de las estructuras D utilizando el concepto de áreas de sección transversal equivalentes. Se discute la influencia del tamaño de celda y el grosor de la superficie en el módulo de compresión y la resistencia de una estructura D. Se establecen fórmulas de predicción de las propiedades mecánicas basadas en el tamaño de celda y el grosor de la superficie combinando la densidad relativa con los parámetros estructurales. Sobre esta base, se aplica el método de optimización de densidad al diseño ligero de un ensamblaje relacionado con cohetes basado en el llenado de estructuras D. Los resultados del diseño verifican la viabilidad de un diseño ligero basado en el llenado de estructuras de superficie mínima periódica triplemente.
Descripción
La aleación de titanio se utiliza ampliamente en la industria aeroespacial y en otros campos debido a su baja densidad, alta resistencia específica, resistencia a la corrosión y otras ventajas. Con el desarrollo de la tecnología de fabricación aditiva por fusión selectiva de láser, es posible fabricar estructuras porosas de superficie mínima periódica triplemente. Se estudian los efectos de los parámetros estructurales en las propiedades mecánicas de una estructura de superficie mínima periódica triplemente tipo diamante (D) Ti-6Al-4V. De acuerdo con las características de las estructuras porosas, se modifican las fórmulas de ajuste de Gibson Ashby de las estructuras D utilizando el concepto de áreas de sección transversal equivalentes. Se discute la influencia del tamaño de celda y el grosor de la superficie en el módulo de compresión y la resistencia de una estructura D. Se establecen fórmulas de predicción de las propiedades mecánicas basadas en el tamaño de celda y el grosor de la superficie combinando la densidad relativa con los parámetros estructurales. Sobre esta base, se aplica el método de optimización de densidad al diseño ligero de un ensamblaje relacionado con cohetes basado en el llenado de estructuras D. Los resultados del diseño verifican la viabilidad de un diseño ligero basado en el llenado de estructuras de superficie mínima periódica triplemente.