Structural Design Strategies for the Production of Internal Combustion Engine Components by Additive Manufacturing: A Case Study of a Connecting Rod
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Notice bibliographique
Résumé
Topology optimization and lattice design strategies are excellent tools within the design for additive manufacturing (DfAM) workflow as they generate structurally optimal, lightweight, and complex features often difficult to produce by conventional manufacturing methods. Moreover, topology optimization approaches are quickly evolving to accommodate AM-related processes and geometric constraints. In this study, the re-design of the connecting rod of an internal combustion engine (ICE) is explored by topology optimization and lattice structures. In both topology optimization and lattice design, the objective is to maximize their structural performances while constraining material usage. Structural analyses are carried out on the optimized topologies to compare their mechanical performances with a benchmark design. Results show that the redesign of the connecting rod through topology optimization alone can realize 20% material savings with only a 5% reduction in the factor of safety. However, the combination of topology optimization and lattice structure design can result in over 50% material savings with a 21–26% reduction in the factor of safety. For manufacturability, the fast-predictive inherent strain model shows the designs through topology optimization and lattice design gives the lowest process-induced deformations before and after support structure removal.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle