• celle BCC e RD
• FEA Model
• Lattice structures
• modello FEM
• strutture Lattice

Lo studio condotto mira a costruire un modello predittivo rapido e preciso per lo studio del comportamento meccanico di strutture lattice, in campo lineare elastico, mediante analisi numeriche agli Elementi finiti (FE). Le strutture lattice analizzate sono di tipo periodico e prodotte in lega metallica metallica mediante manifattura additiva. A causa dell’ingente carico computazionale richiesto per la risoluzione dei modelli agli FE, è stato elaborato un nuovo modello analitico che utilizza elementi monodimensionali e si basa sui fondamenti di teoria della trave. Lo studio analitico è stato applicato a celle lattice di tipo BCC (Body-Centered Cubic) e di tipo RD (Rhombic Dodecahedron). Sono stati determinati due fattori correttivi da applicare ai modelli FE per replicare la variazione di geometria sulla lunghezza delle travi costituenti le celle. L’approccio correttivo sviluppato è stato validato sperimentalmente conducendo prove di flessione a tre ed a quattro punti su campioni costituiti da celle della tipologia RD. La resistenza e la rigidezza flessionale ottenuti sperimentalmente sono stati comparati con i risultati numerici estratti dal modelli FE evidenziano un buon accordo.

The study aims to build a rapid and precise predictive model for the study of the mechanical behavior of lattice structures, in the elastic linear field, by numerical analysis with finite elements (FE). The lattice structures analyzed are periodic and made by metallic alloy using additive manufacturing. Due to the large computational load required for FE model resolution, a new analytical model has been developed that uses one-dimensional elements and is based on the fundamentals of beam theory. The analytical study was applied to BCC (Body-Centered Cubic) and RD (Rhombic Dodecahedron) lattice cells. Two corrective factors have been determined to be applied to FE models to replicate the geometry variation over the length of the beams forming the cells. The corrective approach developed was validated experimentally by conducting three- and four-point bending tests on a specimen made by RD cells. The strength and bending stiffness obtained experimentally were compared with the numerical results extracted from the FE models showing a good agreement.