利用数值-实验分析评估 rPET 在压应力下的力学行为及用于新型可持续设计的 FFF 增材制造
计算工程、金融与科学
2025-08-06 v1
摘要
本研究的目的是研究通过 FFF 沉积工艺制造的可回收聚合物，即可回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET），在压应力下用于新型可持续设计的数值-实验力学行为建模。总共根据 ASTM D695-15 标准制造并分析了 42 个试样。使用实验测试获得的压缩杨氏模量，对使用 rPET 制造的真实设计进行了八次数值分析。最后，对真实的可持续设计进行了八次额外的单轴压缩载荷实验测试，以验证其相对于计算数值测试的力学行为。实验测试结果表明，rPET 在每条制造轴上直到达到弹性极限之前均表现为线性。本研究的结果通过载荷场景和运行边界条件确认了该设计的结构安全性。实验和数值结果显示差异为 0.001-0.024 mm，允许在数值模拟软件中将 rPET 配置为各向同性，而无需修改其材料建模方程。所获得的结果对工业界、设计师和研究人员大有帮助，因为它们验证了在压应力下使用 MEX 技术生态生产真实可持续产品时回收 rPET 的使用及其在数值模拟中的配置。大型设计公司现在正将回收塑料材料用于其高端设计中。在试样和真实物品上展示了验证结果，比较了实验材料配置值与数值结果。
引用
@article{arxiv.2508.02728,
title = {Using numerical-experimental analysis to evaluate rPET mechanical behavior under compressive stresses and FFF additive manufacturing for new sustainable designs},
author = {J. Mercado Colmenero and M. LaRubia and E. Mata Garcia and M. Rodriguez Santiago and C. Martin Donate},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02728},
year = {2025}
}