主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
增材制造点阵动力学性能的变截面梁修正方法
作者:
作者单位:

1.西北工业大学 机电学院 机械工程及自动化系;2.西北工业大学 陕西省空天结构技术重点实验室;3.西北工业大学 机电学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

V250; V261.9; TB302

基金项目:

国家重点研发计划(2022YFB4603101);国家自然科学基金(12111530244,92271205);中央高校基本科研业务费(D5000230049)


Simulation Correction Method for Lattice Dynamics Using Variable Cross-Section Beams
Author:
Affiliation:

Northwestern Polytechnical University School of Mechanical EngineeringMechanical Engineering and Automation

Fund Project:

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    摘要:

    增材制造点阵结构在航空航天先进结构设计领域的应用日趋广泛,对大规模点阵结构静动力学性能的高精高效仿真分析提出了迫切需求。提出增材制造点阵结构变截面梁修正的仿真分析方法,依据 3D 打印点阵 结 构 动 力 学 响 应 ,构 建 并 求 解 变 截 面 梁 单 元 几 何 参 数 的 反 问 题 模 型 ,针 对 不 同 杆 径 尺 寸(直 径 1.00~2.00 mm)点阵结构,分别开展变截面梁参数的反问题标定;建立变截面梁几何参数随杆径变化的插值模型,并针对不同杆径尺寸点阵结构和梯度点阵开展变截面梁几何参数插值模型的有效性验证。本文建立的增材制造点阵结构变截面梁单元仿真分析模型与基于实体单元模型相比,同等精度下,动力学性能分析效率提升显著,有望为复杂梯度点阵结构的动力学优化设计提供高效准确的模型基础。

    Abstract:

    The precise and efficient simulation of static and dynamic performance of lattice structure has emerged as a focal area of research. This paper proposes a simulation analysis method for the modification of additive manufacturing lattice structures with variable cross-section beams. Leveraging the dynamic response of 3D-printed lattice structures, we establish and solve an inverse problem model for the geometric parameters of variable cross-section beam elements. We conduct inverse problem calibration of variable cross-section beam parameters for lattice structures with different diameters and establish interpolation models for the geometric parameters of variable cross-section beams with varying diameters. Finally, we validate the effectiveness of the interpolation models for the geometric parameters of variable cross-section beams on lattice structures of different diameters and gradient lattice structures. The simulation analysis model of variable cross-section beams established in this study demonstrates comparable accuracy in dynamic performance simulation to solid element model, also significantly improves analysis efficiency. This study is expected to provide an efficient and accurate modeling foundation for the dynamic optimization design of complex gradient lattice structures.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

朱熙,孟亮,张靖,王锦涛,高彤,朱继宏,张卫红.增材制造点阵动力学性能的变截面梁修正方法[J].航空工程进展,2024,15(6):164-173

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  • 收稿日期:2024-05-10
  • 最后修改日期:2024-07-08
  • 录用日期:2024-07-27
  • 在线发布日期: 2024-11-21
  • 出版日期: