Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Designing modular 3D printed reinforcement of wound composite hollow beams with semidefinite programming

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F19%3A00332712" target="_blank" >RIV/68407700:21110/19:00332712 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108131" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108131</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108131" target="_blank" >10.1016/j.matdes.2019.108131</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Designing modular 3D printed reinforcement of wound composite hollow beams with semidefinite programming

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Fueled by their excellent stiffness-to-weight ratio and the availability of mature manufacturing technologies, filament wound carbon fiber reinforced polymers represent ideal materials for thin-walled laminate structures. However, their strong anisotropy reduces structural resistance to wall instabilities under shear and buckling. Increasing laminate thickness degrades weight and structural efficiencies and the application of a dense internal core is often uneconomical and labor-intensive. In this contribution, we introduce a convex linear semidefinite programming formulation for truss topology optimization to design an efficient non-uniform lattice-like internal structure. The internal structure not only reduces the effect of wall instabilities, mirrored in the increase of the fundamental free-vibration eigenfrequency, but also keeps weight low, secures manufacturability using conventional three-dimensional printers, and withstands the loads induced during the production process. We showcase a fully-automatic procedure in detail for the design, prototype manufacturing, and verification of a simply-supported composite machine tool component, including validation with roving hammer tests. The results confirm that the 3D-printed optimized internal structure almost doubles the fundamental free-vibration eigenfrequency, allowing to increase working frequency of the machine tool, even though the ratio between elastic properties of the carbon composite and the ABS polymer used for 3D printing exceeds two orders of magnitude.

  • Název v anglickém jazyce

    Designing modular 3D printed reinforcement of wound composite hollow beams with semidefinite programming

  • Popis výsledku anglicky

    Fueled by their excellent stiffness-to-weight ratio and the availability of mature manufacturing technologies, filament wound carbon fiber reinforced polymers represent ideal materials for thin-walled laminate structures. However, their strong anisotropy reduces structural resistance to wall instabilities under shear and buckling. Increasing laminate thickness degrades weight and structural efficiencies and the application of a dense internal core is often uneconomical and labor-intensive. In this contribution, we introduce a convex linear semidefinite programming formulation for truss topology optimization to design an efficient non-uniform lattice-like internal structure. The internal structure not only reduces the effect of wall instabilities, mirrored in the increase of the fundamental free-vibration eigenfrequency, but also keeps weight low, secures manufacturability using conventional three-dimensional printers, and withstands the loads induced during the production process. We showcase a fully-automatic procedure in detail for the design, prototype manufacturing, and verification of a simply-supported composite machine tool component, including validation with roving hammer tests. The results confirm that the 3D-printed optimized internal structure almost doubles the fundamental free-vibration eigenfrequency, allowing to increase working frequency of the machine tool, even though the ratio between elastic properties of the carbon composite and the ABS polymer used for 3D printing exceeds two orders of magnitude.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20302 - Applied mechanics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Materials & Design

  • ISSN

    0264-1275

  • e-ISSN

    1873-4197

  • Svazek periodika

    183

  • Číslo periodika v rámci svazku

    108131

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    000490732800010

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85072192048