Progressive concurrent topological optimization with variable fiber orientation and content for 3D printed continuous fiber reinforced polymer composites

复合材料 材料科学 纤维 有限元法 3D打印 刚度 航空航天 方向(向量空间) 拓扑(电路) 结构工程 数学 几何学 工程类 组合数学 航空航天工程
作者
Yiming Huang,Xiaoyong Tian,Lingling Wu,Ali Akmal Zia,Tengfei Liu,Dichen Li
出处
期刊:Composites Part B-engineering [Elsevier BV]
卷期号:255: 110602-110602 被引量:77
标识
DOI:10.1016/j.compositesb.2023.110602
摘要

In this paper, a multidisciplinary framework to design and produce a topological structure with inhomogeneous distributions of fiber orientation and content for 3D printed continuous fiber reinforced polymer composites (CFRPCs) was proposed to maximize load and fiber utilization efficiency. The combination of optimization design and 3D printing for composites with curvilinear fiber was achieved that the fiber orientation and content were progressively designed in the two-stage procedure. The fiber orientation and topological structure were concurrently optimized firstly. Then, the fiber content was designed through finite element analysis (FEA) and realized by changing continuous fiber path with a hierarchical structure design method. Based on this, the topological beam has been additively manufactured and experimentally investigated, showing 38.55% and 25.40% in stiffness and peak load enhancement compared with the original CFRPCs design, while 264.39% and 165.84% increments compared with pure polymer design. The proposed approach has widened design freedom of CFRPCs 3D printing, possessing potential application to solve engineering problem in aerospace, automotive and other fields.
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
NexusExplorer应助龙飞采纳,获得10
刚刚
大模型应助李小光采纳,获得10
1秒前
大力的灵雁应助艺669采纳,获得10
1秒前
丸子发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
酷波er应助笨笨牛排采纳,获得10
4秒前
5秒前
小菜发布了新的文献求助10
6秒前
科目三应助刘思媛采纳,获得10
6秒前
3321发布了新的文献求助10
8秒前
obsidian完成签到,获得积分10
9秒前
荔枝完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
myp发布了新的文献求助10
14秒前
万能图书馆应助狂奔的翔采纳,获得10
14秒前
16秒前
酷酷柚子发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
cjlumm完成签到,获得积分10
18秒前
Nn完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
咖啡头发完成签到,获得积分10
20秒前
lliinn0105完成签到,获得积分10
20秒前
Hzw完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
吴WU完成签到,获得积分10
23秒前
张三发布了新的文献求助10
23秒前
26秒前
CipherSage应助bfsd凡采纳,获得10
27秒前
28秒前
星星发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29秒前
29秒前
kkkilo发布了新的文献求助10
30秒前
风起完成签到,获得积分10
31秒前
xsc完成签到,获得积分10
31秒前
giriraffe发布了新的文献求助10
34秒前
35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
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Continuing Syntax 1000
Harnessing Lymphocyte-Cytokine Networks to Disrupt Current Paradigms in Childhood Nephrotic Syndrome Management: A Systematic Evidence Synthesis 700
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6259356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8081460
关于积分的说明 16885040
捐赠科研通 5331160
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837932
邀请新用户注册赠送积分活动 1815316
关于科研通互助平台的介绍 1669221