|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Анализ влияния масштабного эффекта на гомогенизацию механических свойств решетчатых структурдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Федулов Б.Н.
- Автор: Глуховский Андрей Михайлович
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2024
- Аннотация: Одним из наиболее востребованных вопросов производства является подбор материала, соответствующего определённым критериям. Примерами параметров, которые наиболее сильно определяют возможность использовать материал в целях повышения качества и эффективности, являются лёгкость (низкая масса), высокая несущая способность и теплоотвод. Для удовлетворения данным критериям выделен особый класс материалов, это так называемые решётчатые структуры (lattice structures). Решётчатые структуры - конструкции, состоящие из прямолинейных стержней, скреплённых посредством узловых соединений. Решётчатые структуры представляют собой метаматериал с повторяющейся периодической структурой. Такие метаматериалы позволяют получить требуемые в эксплуатации механические свойства, при этом сохранив малую массу и возможность отведения тепла, которые при использовании однородного материала получить удаётся далеко не всегда. Сейчас интенсивно создаются модели ячеек периодичности произвольной формы за счёт печати на 3D принтерах. Это преимущество позволяет внедрить решётчатые структуры, например, в отраслях, связанных с авиастроением и медициной (изготовление имплантов). С другой стороны, получить свойства метаматериала с периодической структурой можно за счёт численного эксперимента, а вот проводить реальный эксперимент по механическому поведению довольно трудоёмко. В настоящее время этот вопрос удалось решить за счёт постановки так называемых периодических граничных условий, которые применимы к любой ячейке периодичности, например, в форме параллелепипеда. Однако эти условия выглядят далеко не так тривиально, как классические граничные условия в задачах механики сплошной среды. Одной из задач механики для решётчатой структуры является осреднение и определение эффективных свойств исследуемого материала. Такая гомогенизация позволяет перейти к рассмотрению более простого однородного материала. При этом полученный осреднённый материал может проявить ортотропные или анизотропные свойства. Тем не менее, эффективные модули дают вполне исчерпывающую информацию о том, как в среднем ведёт себя материал под действием различных нагрузок. Однако, чтобы добиться высокой точности, представительный объём нашей области должен содержать достаточное число частей метаматериала. Смоделировать все элементы метаматериала таким способом практически невозможно, так как модель слишком велика.
- Добавил в систему: Федулов Борис Никитович