AI Summary & Key Takeaways
AI InsightAt the end of the analyses, cross sectional geometries were ascendingly sorted with respect to stress values and deformations.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, it was aimed to sort 3D printed beams that will be produced with the same amount of filament according to bending strength. Thus a ranking was performed due to performance of the design points independently form the production time, energy consumption and amount of filament which is frequently used at rapid prototyping and manufacturing of plastic parts. Length of the modelled beams and the applied moments were kept constant, cross sectional geometries (circle, rectangle, equilateral triangle, rhomboid, ellipse and rounded rectangle) were taken as variables. Totally 2424 design alternatives of beams were created depending on 6 cross sectional geometries, 101 cross sectional areas and 4 different materials. These design alternatives weremathematically modelled and then they were tested with Finite Element Analysis (FEA) and Regression Analysis (RA). Models were compared to each other statistically. At the end of the analyses, cross sectional geometries were ascendingly sorted with respect to stress values and deformations.
Özet
Bu çalışmada, aynı kesit alanı ve uzunluğundaki, eşit miktarlarda filament kullanımı ile 3 boyutlu baskısı yapılacak ankastre kirişlerin eğilme mukavemeti yönünden en iyi mekaniksel özelliği sağlayan kesit geometrilerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Böylelikle, hızlı modellemede ve plastik parçaların üretiminde sıkça kullanılan filament miktarı, üretim zamanı ve harcanan enerjiden bağımsız olarak, tasarımlar arasında performansa göre bir sıralama yapılmıştır. Ankastre kirişlerin tasarımların uzunluğu ve uygulanan kuvvetler sabit tutulmuş, içi dolu temel kesit geometri biçimleri (çember, dikdörtgen, eşkenar üçgen, paralel kenar, elips ve köşeleri yuvarlatılmış dikdörtgen) değiştirilmiştir. Ayrıca, dört farklı filament malzemesi, eğilme mukavemeti yönünden karşılaştırılmıştır. 6 kesit şekline, 101 kesit alanına ve 4 farklı malzemeye bağlı olarak toplam 2424 adet tasarım alternatifi oluşturulmuştur. Bu tasarım alternatifleri, önce matematiksel olarak modellenmiş, sonra sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ve regresyon analizi ile test edilmiştir. Tüm modellerin istatiksel analizleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, en düşükten büyüğe doğru gerilmelere ve deformasyonlara uğrayan kesit geometrisi biçimleri sıralanmıştır.