A novel bio-inspired design method for porous structures: Variable-periodic Voronoi tessellation

沃罗诺图 桁架 多孔性 镶嵌(计算机图形学) 材料科学 各向同性 形心Voronoi细分 变量(数学) 生物系统 结构工程 计算机科学 几何学 工程类 数学 复合材料 数学分析 生物 物理 量子力学
作者
Zeyang Li,Sheng Chu,Zhangming Wu
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:243: 113055-113055 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2024.113055
摘要

This paper introduces a novel approach, namely Variable-Periodic Voronoi Tessellation (VPVT), for the bio-inspired design of porous structures. The method utilizes distributed points defined by a variable-periodic function to generate Voronoi tessellation patterns, aligning with a wide diversity of artificial or natural cellular structures. In this VPVT design method, the truss-based architecture can be fully characterized by design variables, such as frequency factors, thickness factors. This approach enables the optimal design of porous structures for both mechanical performance and functionality. The varied, anisotropic cell shapes and sizes of VPVT porous structures provide significantly greater design flexibility compared to typical isotropic porous structures. In addition, the VPVT method not only can design micro-macro multiscale materials, but is also applicable for the design of meso-macro scale truss-based porous structures, such as architecture constructions, biomedical implants, and aircraft frameworks. This work employs a Surrogate-assisted Differential Evolution (SaDE) method to perform the optimization process. Numerical examples and experiments validate that the proposed design achieves about 51.1% and 47.8% improvement in compliance performance and damage strength, respectively, than existing studies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
detax发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
标致初蓝完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
兔子完成签到,获得积分10
2秒前
王德荣发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4的应助被木偶之春采纳,获得10
3秒前
小二郎的应助被鱼鱼鱼采纳,获得10
3秒前
Wenjian7761完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Sakanasaigao完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
英勇无春完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
淡淡的如曼完成签到,获得积分10
5秒前
蝴蝶完成签到,获得积分10
6秒前
秋风的应助被why采纳,获得10
6秒前
心静发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
molihuakai的应助被碎觉觉采纳,获得10
7秒前
爱睡觉的亮亮完成签到,获得积分10
8秒前
Liou发布了新的文献求助50
8秒前
开心木木发布了新的文献求助10
10秒前
蝴蝶发布了新的文献求助10
10秒前
leilei发布了新的文献求助10
11秒前
iyt发布了新的文献求助10
11秒前
小情绪发布了新的文献求助10
12秒前
李一一发布了新的文献求助10
12秒前
聪慧的幻竹完成签到,获得积分10
13秒前
flower完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
火星上的思卉的应助被julie采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
哈佛得不到的学生完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
Fortepian Chopina 400
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 310
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7830836
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9355235
关于积分的说明 20583289
捐赠科研通 7423669
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3336543
关于科研通互助平台的介绍 2481082
邀请新用户注册赠送积分活动 2357157