چکیده

این مطالعه باهدف توسعه یک ماده ساختاریافته پیشرفته انجام شده است [1] که ویژگی ­های فیزیکی در مبحث مکانیک شکست با نمونه­ های چاپ­ شده توسط FDM را ارتقاء می ­دهد. اجزای چاپ شده 3بعدی به ­عنوان سازه­ های پیچیده درنظر گرفته شده و فرض می ­شود که ناهمسانگردی شدیدی درارتباط با مسیرهای رسوب، شکاف­ های هوا و خطوط جوش نشان می­ دهد. بنابراین، یک مسئله چالش ­برانگیز که در این حوزه وجود دارد، دشواری پیش ­بینی رفتار مکانیکی و کنترل ویژگی­ های فیزیکی (مقاومت کششی و چقرمگی شکست و غیره) اجزای مختلف می ­باشد.یک روش رسوب اکستروژن پیشنهاد شد که شامل استفاده از یک رویکرد رسوب کنترل­ شده برای بهبود چقرمگی شکست اجزای FDM می ­باشد [2]، [3]. ارتقاء براساس بهینه ­سازی یک رسوب لایه ­ای به­ منظور بازتولید جهت تنش­ های اصولی در ناحیه مدنظر اعمال شده جهت آغاز ترک در اطراف نوک شیار می ­باشد. هدف کلی این تحقیق، شناسایی ثابت­ های مواد از آزمون­ های آزمایشی است. این ثابت­ ها بعداً به ­عنوان ورودی‌های یک مدل عنصر محدود به ­کار خواهند رفت که برای لحاظ ­کردن ناهمسان­گردی سازه ­ای با اختصاص رفرنس ­های مواد در المان­ های مش موضعی، بررسی خواهند شد [4]. از این­ رو، فرض شد که رفتار متناظر، رفتاری همسانگرد عرضی بوده و پنج ثابت مواد الاستیک باید شناسایی شوند. به این منظور، مجموعه ­ای از آزمایش ­های کششی با اندازه ­گیری­ های دقیق و کامل بااستفاده از همبستگی تصویر دیجیتال (DIC) برای جهت‌گیری ­های لایه ­ای مختلف، انجام شدند. نواحی مدنظر براساس حالت بارگذاری موضعی برای فعال سازی ثابت ­های خاص مواد انتخاب شدند. خروجی ­های آزمایشات ثابت نمودند که نمونه­ های چاپ­ شده 3بعدی سختی همسانگردی غیرقابل­ انتظاری دارند که علت آن مقادیر مشابه یافت شده مدول یانگ طولی و عرضی به  ترتیب برابر با MPa 1680 و 1414 می­ باشد. هرچند ناهمسانگردی درصورت لحاظ کردن مقاومت کششی، به­ خوبی نمایان گردید. در راستای این نتایج، مدل با اجرای یک معیار تسلیم هیل جهت ارائه بهتر رفتار ناهمسانگرد پلاستیک مشاهده شده، غنی­ سازی خواهد شد. هدف اصلی، صحت­ سنجی ورودی­ های مدل عددی است که میادین آزمایشی اندازه­ گیری­ شده را بازتولید می­ کند و بعداً برای توسعه یک شناسایی براساس یک مدل اجزای محدود به­روزشده (UFEM) به­ کار می­ رود.

1-مقدمه

اکثر بخش ­ها درحال توسعه آینده با انتظارات بالا برای تولید افزوده می ­باشند. کاربردهای پیشرفته ازجمله هوانوردی و خودروسازی که مستلزم پیاده ­سازی مجموعه­ های پیچیده با مؤلفه­ های متعدد هستند، چالش مهمی پیش­روی سازندگان قرار می­ دهند. تلفیق مواد کارکردی یا «هوشمند» در این سطح به ­عنوان یک راه ­حل بهینه برای پاسخ به تعدادی از نیازها درنظرگرفته می­ شود....