Решетчатые конструкции: РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ | это… Что такое РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ?

Решетчатые конструкции — Наплавка

Решетчатые конструкции Категория: Наплавка Решетчатые конструкции Фермы и другие решетчатые конструкции изготовляют из металла толщиной до 10 мм; суммарная толщина редко превышает 40—60 мм. Длина швов обычно сравнительно мала, не более 200— 400 мм; швы различным образом ориентированы в пространстве. Поэтому сварка таких конструкций выполняется обычно шланговым полуавтоматом в защитном газе, порошковой или самозащитной проволокой или вручную штучными электродами. Применять автоматическую сварку при изготовлении решетчатых конструкций неэкономично, независимо от типа производства (массовое, серийное, единичное). В серийном производстве решетчатых конструкций целесообразно применение сварки давлением (точечной), которая экономичнее сварки плавлением. Рис. 1. Швы при изготовлении базы под колонну Стержни решетки, например, из уголков собирают с другими элементами обваркой по контуру, иногда фланговыми или лобовыми швами. При сварке только фланговыми швами требуемые площади швов распределяются по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. Не рекомендуется применять прерывистые швы, а также швы с катетом менее 5 мм и длиной менее 60 мм. Концы фланговых швов выводят на торцы привариваемого элемента на длину 20 мм (рис. 2), что гарантирует прочность сварных соединений. В первую очередь следует выполнять стыковые швы, а затем уже угловые. Так как усадка металла максимальна в стыковых соединениях и минимальна в угловых, то при указанном порядке наложения швов в сварном узле будет менее напряженный металл. Рис. 2. Порядок выполнения флангового (продольного) шва: 1, 2, 3, 4 — последовательность сварки Близко расположенные друг к другу швы не следует выполнять сразу; надо охладить тот участок основного металла, на котором будет выполняться второй, близко расположенный шов. Это необходимо предусматривать для того, чтобы уменьшать перегрев металла и величину зоны пластических деформаций от сварки; в результате этого работоспо= собность сварного узла возрастет. Собирают и сваривают фермы по разметке, по копиру и в кондукторах, на стендах и стеллажах, обеспечивающих точность геометрических размеров и пересечения осей соединяемых элементов в одной точке — центре тяжести сечения данного узла. Узлы фермы сваривают последовательно от середины к опорам, находящимся в более податливом состоянии, чем середина фермы, в этом случае напряжения металла в узлах фермы будут минимальными. При наличии швов раз= личного сечения вначале накладывают швы с большим сечением, а затем — с меньшим. В решетчатых конструкциях каждый элемент прихватывается с двух сторон швами длиной не менее 30—40 мм с катетом шва не менее 5 мм (не более 2/3 будущего шва) в местах расположения сварных швов. Сборочные прихватки выполняются сварочными материалами тех же марок, какие используются при сварке конструкций. Это необходимо для создания в металле шва определенного постоянного напряженного состояния за счет однородного металла. Реклама: Читать далее: Балочные конструкции Статьи по теме: Трубные конструкции Балочные конструкции Особенности ручной и полуавтоматической дуговой сварки различных конструкций Технология сварки вольфрамовым электродом Аппаратура для ручной сварки неплавящимся вольфрамовым электродом Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Балочные и решетчатые конструкции if (typeof mse2Config == «undefined») {mse2Config = {«cssUrl»:»\/assets\/components\/msearch3\/css\/web\/»,»jsUrl»:»\/assets\/components\/msearch3\/js\/web\/»,»actionUrl»:»\/assets\/components\/msearch3\/action.

php»};} if (typeof mse2FormConfig == «undefined») {mse2FormConfig = {};} mse2FormConfig[«61aaad3fae1827fc9dcdaffa877b82fa6b005459»] = {«autocomplete»:»results»,»queryVar»:»query»,»minQuery»:3,»pageId»:58}; hs.graphicsDir = ‘assets/components/directresize/js/graphics/’; hs.lang.creditsText = »;

»
• О компании
»
• Статьи
»
• Балочные и решетчатые конструкции

Данные конструкции используют при создании ферм мостов и зданий, опор линий электропередач, а также при изготовлении подъемных кранов, тепловозов и др.

Рама-это конструкция, использующаяся для увязки различных элементов в единый агрегат.

Части рамы (балочные заготовки) свариваются между собой либо непосредственно, либо с использованием дополнительных элементов жесткости.

В случае небольших размеров рамы, ее элементы зачастую выполняют в виде балочных стальных отливок (клети прокатных станов, ж/д подвижной состав и др.). Крупные рамы собираются из листовых либо профильных элементов.

Решетчатые конструкции при всем их многообразии всегда имеют несколько стержней в местах соединения элементов. Использование ферм вместо балок производится исходя из экономической целесообразности при применении их для больших пролетов. Основной нагрузкой для ферм также является поперечный изгиб.

Сборка и сварка ферм осуществляется на стенде, с соблюдением действующих норм по точности. Точка пересечения осей элементов является центром тяжести сечения узла. Выделяют несколько «типовых» решеток ферм (чаще всего применяют раскосную и треугольную). Выделяют фермы с параллельными поясами и с поясами в форме ломаной линии. Подразделяются фермы на мостовые и стропильные.

Стропильные фермы испытывают статическую нагрузку. В качестве стержней применяют различные трубы и профили.

Мостовые фермы испытывают динамические нагрузки. Основной вопрос, решаемый при проектировании и изготовлении мостовых пролетных конструкций, максимально возможное снятие напряжений со сварных соединений и узлов.

Примером решетчатых конструкций являются

• решетчатые строения железнодорожных мостов
• решетчатые конструкции башенного типа (буровые вышки, радиомачты и др.)
• армирование железобетона (сетки, различного рода каркасы)
• мачты линий электропередач ( используется уголок для изготовления)

Решетчатые структуры: значение, типы и примеры

Что общего у ионной, ковалентной и металлической связи? Дело в том, что все они могут образовывать решетчатые структуры. Поскольку каждая решетка имеет структуру и связи разных типов, это приводит к тому, что они имеют разные физические свойства, такие как различия в растворимости, температуре плавления и проводимости, которые можно объяснить их различной химической структурой.

• Во-первых, мы рассмотрим определение решетчатой ​​структуры.
• После этого мы рассмотрим типы структур решетки: ионную, ковалентную и металлическую.
• Затем мы рассмотрим характеристики различных решеток.
• Мы рассмотрим несколько примеров решеток в этих разделах.

Определение структуры решетки

Если вы увеличите масштаб любого материала до атомного масштаба, вы обнаружите, что атомы расположены упорядоченно. Представьте себе каркас здания. Такое расположение атомов обычно является повторением основного расположения атомов. Эта «единица», которая может составить всю структуру материала, если повторяется достаточное количество раз, называется решетчатой ​​структурой материала.

Решетка представляет собой трехмерное расположение ионов или атомов в кристалле.

Типы решетчатых структур

Атомы или ионы в решетке могут быть расположены различными способами в трехмерной геометрии.

Структура гранецентрированной кубической (ГЦК) решетки

Это кубическая решетка с атомом или ионом в каждом из 4 углов куба, плюс атом в центре каждой из 6 граней куба. Отсюда и название гранецентрированная кубическая решетчатая структура.

Объемно-центрированная кубическая решетка

Как можно догадаться по названию, эта решетка представляет собой кубическую решетку с атомом или ионом в центре куба. Все углы имеют атом или ион, но не грани.

Объемно-центрированная кубическая решетка[1], Golart, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Гексагональная плотнейшая решетчатая структура

Название этой решетчатой ​​структуры может не сразу нарисовать картину в вашей голове. Эта решетка не кубическая, как две предыдущие. Решетку можно разделить на три слоя, в верхнем и нижнем слоях атомы расположены гексагонально. Средний слой состоит из 3 атомов, которые зажаты между двумя слоями, причем атомы плотно прилегают к промежуткам между атомами в двух слоях.

Представьте себе, что вы разложили 7 яблок на верхнем или нижнем ярусе этой решетки. А теперь попробуйте положить 3 яблока поверх этих яблок — как бы вы это сделали? Вы бы поместили их в промежутки, именно так устроены атомы в этой решетке.

Примеры решетчатых структур

Теперь, когда мы знаем, как могут существовать атомы соединения, давайте посмотрим на некоторые примеры этих решетчатых структур.

Гигантская ионная решетка

Возможно, вы помните из наших статей о связи, что ионная связь происходит посредством переноса электронов от металлов к неметаллам. Это заставляет металлы заряжаться, теряя электроны, образуя положительно заряженные ионы (катионы). Неметаллы, с другой стороны, становятся отрицательно заряженными, приобретая электроны. Таким образом, ионная связь включает сильные электростатические силы, возникающие между противоположно заряженными ионами в структуре решетки.

Эти соединения могут быть организованы в гигантские ионные решетки, называемые ионными кристаллами . Их называют «гигантскими», поскольку они состоят из большого количества одних и тех же ионов, расположенных в повторяющемся порядке.

Примером гигантской ионной решетки является хлорид натрия, NaCl. В решетке хлорида натрия ионы Na ⁺ и ионы Cl ^— притягиваются друг к другу в противоположных направлениях. Ионы упакованы вместе в кубическую форму, при этом отрицательные ионы больше по размеру, чем положительные ионы.

Схема гигантской ионной решетки NaCl. StudySmarter Originals

Другим примером гигантской ионной решетки является оксид магния, MgO. Подобно решетке NaCl, в ее решетке ионы Mg2+ и O2- притягиваются друг к другу. А также подобно решетке NaCl, они упакованы вместе в кубическую решетку. Отрицательные ионы кислорода больше, чем положительные ионы магния.

Решетчатая структура оксида магния, MgO | Embibe

Ковалентные решетки

Другим важным типом связи является ковалентная связь. Ковалентная связь возникает только между неметаллами.

Ковалентная связь — это сильное электростатическое притяжение между двумя положительными ядрами и общей парой электронов между ними.

Существует два типа структур, которые могут содержать ковалентные связи: гигантские ковалентные структуры и простые ковалентные структуры. Разница между ними в том, что электростатическое притяжение, скрепляющее гигантские структуры, сильнее, чем электростатическое притяжение, удерживающее простые структуры.

Простые молекулы

Некоторыми примерами простых молекулярных решеток могут быть йод, бакминстерфуллерен (C ₆₀ ) и лед.

Бакминстерфуллерен (C60) представляет собой аллотроп углерода, что означает, что его молекулы состоят только из атомов углерода. Всего в бакминстерфуллерене (C ₆₀ ) 60 атомов углерода, которые расположены в 20 гексагональных и 12 пентагональных кольцах. Эти кольца образуют сферическую структуру.

Диаграмма, представляющая бакминстерфуллерен (C60). Studysmarter Оригиналы

---

Когда вода замерзает, молекулы h3O образуют структуру кристаллической решетки. Знаете ли вы, что вода расширяется при замерзании? Это связано с тем, что молекулы воды получают больше пространства между собой, когда расположены в кристаллической структуре, чем в жидком состоянии. Красные кружки — атомы кислорода, желтые кружки — атомы водорода.

---

Йод — еще одна простая молекула, молекулы которой расположены в кристаллической решетке. Молекулы йода образуют гранецентрическую кубическую решетку. Гранецентрическая кубическая решетка представляет собой куб из молекул с другими молекулами в центре граней куба.

Элементарная ячейка йода, находится в открытом доступе, Wikimedia commons

Решетку йода может быть немного сложно визуализировать даже с помощью изображения. Посмотрите на решетку сверху — вы увидите, что молекулы на правой и левой сторонах куба выровнены одинаково, а в середине — в другом.

Гигантские ковалентные структуры

Примерами гигантских молекулярных решеток являются графит, алмаз и оксид кремния (IV).

Формы гигантских молекулярных решеток. StudySmarter Originals

Графит является аллотропом углерода, т. е. полностью состоит из атомов углерода. Графит представляет собой гигантскую ковалентную структуру, поскольку в одной молекуле графита могут существовать миллионы атомов углерода. Атомы углерода расположены в виде шестиугольных колец, а несколько колец соединены вместе, образуя слой. Графит состоит из нескольких таких слоев, уложенных друг на друга.

Структура графита, размещена в открытом доступе, Wikimedia Commons.

Связи, общие для атомов углерода в слое, являются сильными ковалентными связями. Каждый атом углерода образует 3 одинарных ковалентных связи с 3 другими атомами углерода. Между слоями существуют слабые межмолекулярные силы (показаны на рисунке пунктирными линиями). Графит — это уникальный материал с очень интересными свойствами и применением, о которых вы можете узнать больше в статье, посвященной графиту.

---

Алмаз — еще один аллотроп углерода и гигантская ковалентная структура. Алмаз и графит полностью состоят из углерода, но имеют совершенно разные свойства. Это связано с разницей в структуре решетки двух соединений. В алмазе атомы углерода расположены в тетраэдрической структуре. Каждый атом углерода образует 4 одинарных ковалентных связи с 4 другими атомами углерода.

Структура алмаза | Углерод расположен в тетраэдрической геометрии | размещен в общественном достоянии, Wikimedia Commons

Эта тетраэдрическая геометрия делает алмаз самым твердым материалом в мире! Подробнее о Diamond вы можете прочитать в статье, посвященной ему.

---

Другим примером гигантской ковалентной структуры является оксид кремния (IV), также известный как кремнезем. Кремнезем является основным компонентом песка. Химическая формула кремнезема SiO ₂ . Подобно алмазу, атомы кремнезема также расположены в тетраэдрической геометрии.

Тетраэдрическая геометрия диоксида кремния | Создано с использованием изображений из Викисклада, размещенных в общественном достоянии

Из-за тетраэдрической структуры оксид кремния (IV) очень твердый. Силикагель также используется в производстве стекла.

Металлические решетки

Когда атомы металлов плотно упакованы вместе, они образуют правильную форму, которую мы называем гигантской металлической решеткой.

Внутри этой решетки есть свободные электроны на внешней оболочке атомов металла. Эти свободные электроны также известны как «делокализованные» электроны, и они могут свободно дрейфовать по структуре, позволяя образовываться положительным ионам. Это приводит к возникновению металлической связи.

Металлическая связь — это сильное электростатическое притяжение между делокализованными электронами и положительными ионами металла.

Примером металлической решетки является кальций, и его ионы имеют заряд 2+. Медь образует гранецентрированную кубическую (ГЦК) решетку . В ГЦК решетке в каждой вершине куба есть атом, и в центре каждой грани куба есть атом. Металлы образуют гигантские металлические структуры, поскольку состоят из миллионов атомов.

Характеристики решеток

Ионные решетки

Гигантские ионные решетки имеют очень высокие температуры плавления и кипения из-за сильного притяжения, удерживающего ионы вместе.

Они проводят электричество, но только когда они растворены или расплавлены. Когда ионные решетки находятся в твердом состоянии, их ионы фиксируются на месте и не могут двигаться, поэтому электричество не проводится.

Гигантские ионные решетки растворимы в воде и полярных растворителях; однако они нерастворимы в неполярных растворителях. Полярные растворители имеют атомы, которые имеют большую разницу в электроотрицательности. Неполярные растворители содержат атомы с относительно небольшой разницей в электроотрицательности.

Ковалентные решетки

Простые ковалентные решетки:

Простые ковалентные решетки имеют низкие температуры плавления и кипения, потому что они имеют слабые межмолекулярные силы между молекулами. Следовательно, для разрушения решетки требуется лишь небольшое количество энергии.

Они не проводят электричество ни в одном из состояний — твердом, жидком или газообразном, поскольку в них нет ионов или делокализованных электронов, которые могли бы перемещаться по структуре и нести заряд.

Простые ковалентные решетки более растворимы в неполярных растворителях и нерастворимы в воде.

Гигантские ковалентные решетки:

Гигантские ковалентные решетки имеют высокие температуры плавления и кипения, поскольку для разрыва прочных связей между молекулами требуется большое количество энергии.

Большинство этих соединений не могут проводить электричество, потому что нет свободных электронов, способных нести заряд. Однако графит может проводить электричество, поскольку имеет делокализованные электроны.

Эти типы решеток нерастворимы в воде, так как не содержат ионов.

Металлические решетки

Гигантские металлические решетки имеют умеренно высокие температуры плавления и кипения из-за сильной металлической связи.

Эти решетки могут проводить электричество, когда они твердые или жидкие, поскольку свободные электроны доступны в обоих состояниях и могут дрейфовать вокруг структуры, несущей электрический заряд.

Они нерастворимы в воде из-за очень прочных металлических связей. Однако растворяться они могут только в жидких металлах.

Параметры решетки

Теперь, когда мы поняли различные типы решетчатых структур и их характеристики, мы теперь рассмотрим параметры решетки, которые будут описывать геометрию элементарной ячейки кристалла.

Параметры решетки — это физические размеры и углы элементарной ячейки.

Элементарная ячейка простого куба с отмеченными параметрами решетки | Арчана Тадимети | StudySmarter Originals

Параметры решетки для этого простого куба: a,b,c и углы \( \alpha , \beta , \gamma \). Все они вместе называются параметрами решетки, которые одинаковы для некоторых других кубических систем, таких как FCC или BCC. 9\цирк\).

Константы решетки

«Постоянная решетки относится к постоянному расстоянию между элементарными ячейками в кристаллической решетке.» ^[2]

Постоянная решетки уникальна для каждого кристалла в зависимости от структуры их элементарной ячейки. Например, постоянная решетки а полония составляет 0,334 нм или 3,345 А ^° . Как это было получено?

Чтобы понять это, давайте посмотрим, как атомы полония распределены в его простой кубической решетке.

Простой кубический кристалл | Cdang, Samuel Dupré, Daniele Pugliesi CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons[3]

Каждый атом Po находится в углах куба. Как вы знаете, этот куб не одинок, а трехмерно окружен элементарными ячейками. Вот почему на этой картинке изображены только те части атома (предполагаемые сферами), которые находятся внутри данной элементарной ячейки, следовательно, нарисованы как бы «обрубленные» атомы, оставшиеся запасные части которых находятся с другими элементарными ячейками, окружающими эту элементарную ячейку.

Теперь вернемся к длине каждого ребра этой элементарной ячейки, представленной буквой «а». Каждый атом на краю имеет радиус ‘r’. Таким образом, длина ребра \(a = r + r = 2r \).

Теперь, когда мы поняли, что \( a = 2r\) , мы воспользуемся этим для расчета постоянной решетки полония.

Из периодической таблицы атомный радиус полония , \(r = 0,168\пространственная нм \) . Следовательно, постоянная решетки полония равна \( 2 \times r = 2 \times 0,168 \space nm = 0,336\space nm \) .

Теперь, когда мы поняли, что такое постоянная решетки, давайте перейдем к нескольким способам изучения структур решетки.

Использование структуры решетки

Структура решетки, которую образуют атомы соединения, влияет на его физические свойства, такие как пластичность и пластичность. Когда атомы расположены в гранецентрированной кубической структуре решетки, соединение проявляет высокую пластичность. Соединения с ГПУ-решеткой обладают наименьшей деформируемостью. Соединения с ОЦК структурой решетки находятся между соединениями с ГЦК и ГПУ с точки зрения пластичности и пластичности.

Свойства, на которые влияют решетчатые структуры, используются во многих областях применения материалов. Например, атомы в графите расположены в ГПУ-решетке. Поскольку атомы расположены со смещением относительно атомов в слоях выше и ниже, слои могут относительно легко сдвигаться друг относительно друга. Это свойство графита используется в стержнях для карандашей — слои могут легко смещаться и отделяться и осаждаться на любой поверхности, позволяя карандашу «писать».

Решетчатые конструкции — основные выводы

• Решетка представляет собой трехмерное расположение ионов или атомов в кристалле.
• Гигантские ионные решетки называются «гигантскими», поскольку они состоят из большого количества одинаковых ионов, расположенных в повторяющемся порядке.
• Ионы в гигантской ионной решетке притягиваются друг к другу в противоположных направлениях.
• Существует два типа ковалентных решеток: гигантские ковалентные решетки и простые ковалентные решетки.
• Электростатическое притяжение, скрепляющее гигантские структуры, сильнее, чем электростатическое притяжение, удерживающее простые структуры.
• Металлы образуют гигантские металлические решетки, состоящие из плотно упакованных атомов правильной формы.

---

Ссылки

1. Голарт, CC BY-SA 3.0(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/), через Wikimedia Commons
2. https://www.sciencedirect.com/topics /engineering/lattice-constant
3. CCC_crystal_cell_(opaque).svg: *Cubique_centre_atomes_par_maille.svg: Cdang (первоначальная идея и SVG-исполнение), Samuel Dupré (3D-моделирование в SolidWorks) производная работа: Daniele Pugliesi (обсуждение) производная работа: Daniele Pugliesi , CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/3.0), через Wikimedia Commons

Трехмерные решетчатые конструкции: элементы дизайна и механические реакции

Решетчатые структуры представляют собой повторяющиеся узоры, которые при соединении образуют трехмерные фигуры.

В контексте аддитивного производства совместимые решетчатые структуры открывают захватывающие возможности для проектирования продуктов, поскольку дизайнеры используют технологии 3D-печати для создания ранее «неизготовимых» форм и деталей. Изготовленные из эластомеров решетчатые структуры, напечатанные на 3D-принтере, обладают высокой деформируемостью, а их механические свойства позволяют настраивать их в широком диапазоне откликов и использовать в различных отраслях промышленности.

Однако для проектирования соответствующих трехмерных решетчатых структур требуется производственный опыт, не говоря уже о правильном программном обеспечении. В Fast Radius мы разработали и протестировали решетчатые структуры, напечатанные на 3D-принтере, для широкого спектра различных продуктов и приложений. Мы использовали компьютерное моделирование для создания большой библиотеки данных, классифицирующих различные решетчатые структуры и их механические свойства.

Если вы ищете правильный тип трехмерной решетчатой ​​структуры для своего производственного проекта, крайне важно, чтобы вы понимали, как различные элементы конструкции будут влиять на механические характеристики готовой детали. Имея это в виду, чтобы помочь вам изучить потенциал аддитивного производства вашего проекта, мы составили краткое руководство по ключевым элементам проектирования трехмерных решеток, а также четыре примера совместимых решетчатых структур, выбранных из нашей библиотеки.

Ключевые элементы дизайна для эластомерных трехмерных решетчатых структур

В проектах трехмерной решетчатой ​​структуры из эластомера обычно учитываются некоторые или все из следующих четырех элементов дизайна:

• Геометрия: Геометрия решетки относится к физическому размеру и форме ее компонентов, а также к тому, как их структура распределяется по всей структуре детали. Там, где они повторяются, отдельные элементы в структуре решетки известны под общим названием элементарные ячейки, что указывает на то, что структура решетки вдохновлена ​​клеточными и кристаллическими структурами, наблюдаемыми в природе.
• Жесткость/модуль: Жесткость или модуль решетки относится к силе, необходимой для деформации ее структуры. Модуль обычно определяется для небольших деформаций, когда реакция решетки является полностью упругой.
• Реакция на коробление: Реакция на коробление описывает способ деформации решетчатой ​​конструкции и зависит от структурной нестабильности элементов решетки при их деформации. Не все решетчатые конструкции подвержены короблению, а коробление не всегда является желательным признаком.
• Рассеивание энергии: Рассеивание энергии решетчатой ​​структурой относится к ее способности поглощать энергию при деформации.

Примеры типов решетчатой ​​структуры, напечатанной на 3D-принтере

Простая кубическая трехмерная решетчатая структура

Эта простая кубическая решетка имеет размер элементарной ячейки 7,5 мм и ширину фермы 2 мм. Модуль 0,72 МПа.

Реакция на коробление: Эта структура простой кубической решетки демонстрирует нестабильность изгиба. После деформации около 0,05 модуль остается постоянным на плато напряжения 25 кПа. Дополнительная деформация не увеличивает модуль.

Рассеяние энергии: Простая кубическая решетка имеет неупругую деформацию, что приводит к разной реакции при нагрузке и разгрузке. Неупругое поведение можно использовать для многих целей, включая рассеяние энергии.

Области применения: Реакция на коробление этой простой кубической решетки создает порог силы, который делает ее хорошим кандидатом для средств индивидуальной защиты и для экранирования чувствительных компонентов. Этот тип решетки также эффективен для заполнения зазоров между компонентами в сборках.

Трехмерная решетчатая структура ячейки Кельвина

Эта решетка из ячеек Кельвина имеет размер элементарной ячейки 10 мм и ширину фермы 2 мм. Модуль 0,44 МПа.

Реакция на коробление: В отличие от простой кубической решетки, структура решетки с ячейками Кельвина имеет низкую точку изгиба, что означает, что ее лучи растягиваются в ответ на силу. Решетка ячеек Кельвина не имеет плато и непрерывно сжимается с простой упругой жесткостью, пока не будет полностью сжата.

Рассеяние энергии: Решетка ячейки Кельвина накапливает энергию благодаря своей упругой деформации и быстро возвращается к своей первоначальной форме, как пружина, при снятии силы.

Области применения: Ячеистая решетка Кельвина является хорошим кандидатом на замену пеноматериала в изделиях, подвергающихся статическому сжатию, таких как подушки сидений или накладки для тела. Ячеистая решетка Кельвина с ее замысловатыми шестиугольными ячейками выглядит довольно эффектно, что делает ее подходящей для применения в эстетике и моде.

Объемно-центрированная трехмерная решетчатая структура

Эта центрированная по телу решетка имеет размер элементарной ячейки 10 мм и ширину фермы 2 мм. Модуль 0,07 МПа.

Реакция на коробление: Решетчатая структура с центрированием тела реагирует на растяжение, что означает, что она реагирует с увеличением силы на единицу смещения до полного уплотнения. Его модуль намного ниже по сравнению с простой кубической решеткой, и он не имеет напряжения плато.

Рассеяние энергии: Подобно единице Кельвина, объемно-центрированная решетка накапливает энергию благодаря своей упругой деформации и возвращается к своей первоначальной форме, как пружина, когда сила прекращается.

Области применения: Обладая высокой эластичностью при растяжении, решетка с центрированием тела является хорошим кандидатом на замену пены в продуктах, подвергающихся статическому сжатию. Угловые стойки, направленные к центру ячейки, делают ее отклик равномерным и последовательным.

Объемно-центрированная кубическая (ОЦК) трехмерная решетчатая структура

Объемно-центрированная кубическая (ОЦК) решетка сочетает в себе объемно-центрированную решетку и простую кубическую решетку в единой структуре. Эта решетка имеет размер элементарной ячейки 7,5 мм и ширину фермы 1 мм. Модуль составляет 0,23 МПа, что выше, чем у простой кубической и объемно-центрированной кубической решеток, перечисленных выше.

Реакция на коробление: Поскольку решетка BCC сочетает в себе два типа 3D-печатной решетки, ее реакция представляет собой комбинацию обоих. Эта решетка изгибается подобно простой кубической решетке с плато-напряжением (0,12 МПа), но имеет более стабильное поведение после потери устойчивости.

Рассеяние энергии: Поскольку решетка ОЦК сочетает в себе как упругую реакцию, так и реакцию на коробление, можно настроить накопление и рассеяние энергии для конкретных приложений.

Области применения: Решетка BCC особенно удобна для применений, которые выигрывают от индивидуальной реакции упругости и потери устойчивости. Он также хорошо работает, когда продукту требуется рассеяние энергии с более стабильным откликом, чем чистое коробление, наблюдаемое в простой кубической решетке.

Сделайте новые вещи возможными с Fast Radius

Четыре структуры, выделенные выше, лишь малая часть того, что возможно с эластомерной трехмерной решетчатой ​​конструкцией.