Stress equalizing in optimal design of High-Toughness lattice structures

材料科学 韧性 刚度 稳健性(进化) 微观结构 有限元法 格子(音乐) 复合材料 结构工程 断裂韧性 压力(语言学) 应力集中 边值问题 材料设计 断裂力学 工程类 声学 数学 物理 数学分析 哲学 化学 基因 生物化学 语言学
作者
Luca Esposito,A. Cutolo,V. Minutolo,Elio Sacco,Massimiliano Fraldi
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:241: 112887-112887
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2024.112887
摘要

In this paper, the recently proposed structural optimization strategy, the Galilei-Optimization (GO), is adapted for improving the toughness response of a holed two-dimensional lattice system made of a network of micro-beams whose geometrical arrangement was prescribed. By taking advantage of the possibility of minimizing stress gradients and stress peaks around the hole via GO, we redesigned the cross sections of the lattice beam elements, equalizing the stresses over the entire domain. Consequently, the resulting optimized microstructure highlighted a significant enhancement of the overall toughness due to a drastic decrease of the stress concentration factor in the hole proximity, preserving the initial stiffness and lowering the total overall weight. To validate the robustness of the procedure and the numerical Finite Element outcomes, two non-optimized and optimized structures were actually built up through 3D printing and tested in the laboratory under the same boundary conditions used for the simulations. This evidence confirmed the effectiveness of the proposed method in obtaining optimized beam-like plates with high toughness, which could pave the way for designing new light materials with extreme mechanical performance well beyond the sole stiffness and strength.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
KYDD完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
W_G完成签到,获得积分10
4秒前
Hour应助目眩采纳,获得10
5秒前
hkh发布了新的文献求助10
8秒前
无情的访冬完成签到 ,获得积分10
11秒前
科目三应助刘大米采纳,获得30
11秒前
碎冰蓝完成签到,获得积分10
12秒前
慕青应助cooling采纳,获得10
13秒前
14秒前
炙热的雨双完成签到 ,获得积分10
16秒前
liuHX完成签到,获得积分10
16秒前
jinzhituoyan完成签到,获得积分10
17秒前
Mojito完成签到,获得积分10
18秒前
笑林完成签到 ,获得积分10
18秒前
随机游动完成签到,获得积分10
20秒前
lkxpsy发布了新的文献求助30
21秒前
Mojito发布了新的文献求助10
21秒前
cooling给cooling的求助进行了留言
21秒前
小恶于完成签到 ,获得积分10
22秒前
陈欣瑶完成签到 ,获得积分10
23秒前
长河发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
刘大米完成签到,获得积分20
29秒前
qqq完成签到 ,获得积分10
30秒前
32秒前
刘大米发布了新的文献求助30
33秒前
风中琦完成签到 ,获得积分10
34秒前
伶俐的铁身完成签到,获得积分10
36秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
华仔应助医者修心采纳,获得10
38秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
lh应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
39秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Biodiversity Third Edition 2023 2000
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 800
求中国石油大学(北京)图书馆的硕士论文,作者董晨,十年前搞太赫兹的 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Narrative Method and Narrative form in Masaccio's Tribute Money 500
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4765906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4103761
关于积分的说明 12695379
捐赠科研通 3821236
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2109064
邀请新用户注册赠送积分活动 1133566
关于科研通互助平台的介绍 1014115