Optimal design methodology for negative stiffness structures considering lifespan and additive manufacturing uncertainty

刚度 优化设计 可重用性 预言 顺应机制 结构工程 蜂巢 机械工程 工程类 能量(信号处理) 可靠性工程 熔丝制造 计算机科学 数学优化 制作 结构健康监测 压缩(物理) 设计方法 最优化问题 能源管理 实验设计 绩效改进 工艺工程
作者
Hyung-Do Kim,Young-Jin Kang,Yoojeong Noh
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:34 (7): 075038-075038 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1361-665x/ade412
摘要

Abstract Negative stiffness honeycomb unit cells (NSH-UCs), which employ negative stiffness beams, are capable of absorbing impact energy and are reusable, making them promising for energy-absorbing structural applications. However, limited research has addressed their operational lifespan and manufacturing variability, both of which are critical for practical implementation. This study aims to establish a design optimization framework for NSH-UCs that accounts for both performance metrics such as energy absorption (EA) and operational aspects like reusability and manufacturing-induced uncertainty. To this end, NSH-UC specimens with varying dimensions were fabricated using fused filament fabrication with PLA/PHA filaments, and their mechanical behavior was evaluated through quasi-static and cyclic compression tests. A surrogate-based optimization method was then applied to improve EA and extend operational lifespan, while considering geometric and material uncertainties inherent to the additive manufacturing process. The proposed framework led to a significant improvement in EA and end-of-life performance compared to the initial design, despite only modest changes in specific EA. These findings demonstrate the feasibility of incorporating performance, reliability, and manufacturing variability into early-stage design, highlighting the framework’s potential for structural health monitoring and prognostics and health management applications.
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
牛儿牛儿完成签到,获得积分10
刚刚
Caelifer完成签到 ,获得积分20
1秒前
2秒前
少卿发布了新的文献求助10
3秒前
mz完成签到 ,获得积分10
4秒前
zxs666完成签到,获得积分10
5秒前
zhaojiayao完成签到,获得积分10
5秒前
Liwanhe发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
fxy完成签到 ,获得积分10
6秒前
酷炫的涑完成签到,获得积分20
7秒前
天天快乐应助开放的寄文采纳,获得10
7秒前
悦耳青曼完成签到 ,获得积分20
9秒前
9秒前
顾矜应助钱昱帆采纳,获得10
9秒前
10秒前
研友_Z7Xdl8完成签到,获得积分10
10秒前
霜之哀伤完成签到 ,获得积分10
10秒前
平常的外套完成签到 ,获得积分10
11秒前
绵绵完成签到,获得积分10
11秒前
梦舞生汐完成签到,获得积分10
12秒前
xingqing完成签到 ,获得积分10
12秒前
Liwanhe完成签到,获得积分20
13秒前
CipherSage应助标致远锋采纳,获得10
13秒前
隐形的落雁完成签到,获得积分10
14秒前
小董不懂发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
alei1203完成签到,获得积分10
15秒前
WM完成签到,获得积分10
17秒前
什么芝士蛋糕完成签到 ,获得积分10
19秒前
清爽冰海发布了新的文献求助10
19秒前
简单海露应助开放的寄文采纳,获得10
19秒前
19秒前
早睡完成签到 ,获得积分10
20秒前
含糊的代丝完成签到 ,获得积分10
20秒前
小董不懂完成签到,获得积分10
21秒前
Yian完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
负责雨安完成签到 ,获得积分10
22秒前
23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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7750024
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9297649
关于积分的说明 20241534
捐赠科研通 7331563
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3309510
关于科研通互助平台的介绍 2461104
邀请新用户注册赠送积分活动 2321840