nTopology : Allègement avec des matériaux cellulaires, inspiré de la nature

Dhruv Bhate, Université d'État de l'Arizona

Les approches traditionnelles d'allègement impliquent la sélection des matériaux, la consolidation et l'optimisation de la topologie. Les matériaux cellulaires tels que les treillis et les mousses ne sont généralement pas considérés comme des candidats de premier plan pour l'allègement. Dans cette présentation, j'essaie de comprendre pourquoi il en est ainsi et j'examine trois objectifs de performance en vertu desquels leur candidature est renforcée: le remplissage de surface et de volume, la multifonctionnalité et la tolérance aux dommages. Pour démontrer ces arguments, je tire des idées de structures dans la nature qui incarnent des matériaux cellulaires, comme des nids d'abeilles, des os et des becs d'oiseaux, et j'en extrait quatre principes de conception: la discrétisation, la périodicité, les gradients et la hiérarchie. Enfin, j'explore les liens entre ces principes et les objectifs de performance antérieurs,

Points clés à retenir:

  • Il existe différentes approches de l'allègement - les matériaux cellulaires constituent une approche légitime dans le contexte du remplissage, de la multifonctionnalité et de la tolérance aux dommages.
  • Les stratégies de conception des matériaux cellulaires peuvent être formulées sur la base de quatre principes reflétés dans la structure naturelle: discrétisation, périodicité, gradients et hiérarchie.
  • nTopology, avec son approche de modélisation implicite basée sur des équations, est parfaitement adaptée pour une exploration approfondie de ces relations, avec la fusion laser sur lit de poudre et d'autres techniques de fabrication additive bien positionnées pour leur réalisation.

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