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Strutture di pannelli sandwich sò largamente utilizati in parechje industrii per via di e so alte proprietà meccaniche. L'interlayer di queste strutture hè un fattore assai impurtante in u cuntrollu è à migliurà e so proprietà meccaniche in diverse cundizioni di carica. Strutture lattice cuncavi sò candidati eccezziunali per l'usu cum'è interlayer in tali strutture sandwich per parechje ragioni, à dì per sintonizà a so elasticità (per esempiu, u rapportu di Poisson è i valori di rigidità elastica) è a duttilità (per esempiu, alta elasticità) per simplicità. I pruprietà di u rapportu forza-à-pesu sò ottenuti per aghjustà solu l'elementi geomettichi chì custituiscenu a cellula unità. Quì, investighemu a risposta flexural di un pannellu sandwich di core cuncavi di 3 strati utilizendu teste analitiche (vale à dì, teoria di zigzag), computazionale (ie, elementi finiti) è sperimentali. Avemu ancu analizatu l'effettu di diversi paràmetri geometrichi di a struttura di lattice concave (per esempiu, angolo, spessore, rapportu di lunghezza di cellula unità à altezza) nantu à u cumpurtamentu meccanicu generale di a struttura sandwich. Avemu trovu chì e strutture core cù un cumpurtamentu auxeticu (vale à dì u rapportu di Poisson negativu) mostranu una forza di flessione più alta è un minimu sforzu di taglio fora di u pianu cumparatu cù i reticoli convenzionali. I nostri scuperti ponu apre a strada per u sviluppu di strutture multistrati avanzate ingegneriate cù reticoli di core architetturale per applicazioni aerospaziali è biomediche.
A causa di a so alta forza è u pesu pocu, e strutture sandwich sò largamente usate in parechje industrii, cumprese l'ingegneria meccanica è sportiva, marina, aerospaziale è biomedica. Strutture di lattice cuncavi sò un candidatu potenziale chì hè cunsideratu cum'è strati di core in tali strutture cumposti per via di a so capacità d'assorbimentu d'energia superiore è di e proprietà di un altu rapportu forza-pesu1,2,3. In u passatu, grandi sforzi sò stati fatti per disignà strutture sandwich ligere cù lattice cuncavi per migliurà ancu e proprietà meccaniche. Esempii di tali disinni includenu carichi d'alta pressione in scafi di navi è ammortizzatori in automobili4,5. U mutivu perchè a struttura di lattice concave hè assai populari, unicu è adattatu per a custruzzione di pannelli sandwich hè a so capacità di sintonizà indipindentamente e so proprietà elastomeccaniche (per esempiu, rigidità elastica è paraguni di Poisson). Una di queste pruprietà interessanti hè u cumpurtamentu auxeticu (o u rapportu negativu di Poisson), chì si riferisce à l'espansione laterale di una struttura di lattice quandu si stende longitudinalmente. Stu cumpurtamentu inusual hè ligatu à u disignu microstrutturale di e so cellule elementari custituenti7,8,9.
Dapoi a ricerca iniziale di Lakes in a produzzione di schiume auxetiche, sforzi significativi sò stati fatti per sviluppà strutture porose cù una ratio negativa di Poisson10,11. Diversi geometrii sò stati pruposti per ghjunghje stu scopu, cum'è cellule chirali, semi-rigide è rigide rotanti, 12 chì mostranu un cumpurtamentu auxeticu. L'avventu di e tecnulugia di fabricazione additiva (AM, cunnisciuta ancu com'è stampa 3D) hà ancu facilitatu l'implementazione di sti strutture auxetiche 2D o 3D13.
U cumpurtamentu auxeticu furnisce proprietà meccaniche uniche. Per esempiu, Lakes è Elms14 anu dimustratu chì e spuma auxetiche anu una forza di rendiment più altu, una capacità d'assorbimentu d'energia d'impattu più alta è una rigidità più bassa di e spume convenzionali. In quantu à e proprietà meccaniche dinamiche di schiume auxetiche, mostranu una resistenza più alta sottu carichi di rottura dinamica è un allungamentu più altu sottu tensione pura15. Inoltre, l'usu di fibre auxetiche cum'è materiali di rinforzu in i composti migliurà e so proprietà meccaniche16 è a resistenza à i danni causati da u stretch di fibra17.
A ricerca hà ancu dimustratu chì l'usu di strutture auxetiche cuncavi cum'è u core di strutture composite curve pò migliurà a so prestazione fora di u pianu, cumprese a rigidità è a forza di flexura18. Utilizendu un mudellu stratificatu, hè statu ancu osservatu chì un core auxeticu pò aumentà a forza di frattura di pannelli compositi19. I composti cù fibre auxetiche impediscenu ancu a propagazione di crack paragunatu à e fibre cunvinziunali20.
Zhang et al.21 hà modellatu u cumpurtamentu dinamicu di colisazione di e strutture di e cellule di ritornu. Anu trovu chì a tensione è l'assorbimentu di l'energia puderia esse migliuratu aumentendu l'angolo di a cellula unità auxetica, risultatu in una griglia cù un rapportu di Poisson più negativu. Iddi suggerenu dinù chì tali pannelli sandwich auxetic putissi ièssiri usatu comu strutturi prutittivu contru à high strain rate impact carichi. Imbalzano et al.22 hà ancu infurmatu chì i fogli compositi auxeticu pò dissipate più energia (vale à dì duie volte) à traversu a deformazione plastica è ponu riduce a vitezza massima in u reversu da 70% in cunfrontu cù fogli unicu.
Nta l'ultimi anni, assai attenzione hè stata pagata à studii numerichi è sperimentali di strutture sandwich cù filler auxetic. Questi studii mette in risaltu modi per migliurà e proprietà meccaniche di sti strutture sandwich. Per esempiu, cunsiderà una strata auxetica abbastanza grossa cum'è u core di un pannellu sandwich pò esse risultatu in un modulu di Young efficace più altu ch'è a strata più rigida23. Inoltre, u cumpurtamentu di curvatura di travi laminati 24 o tubi core auxetici 25 pò esse migliuratu cù l'algoritmu di ottimisazione. Ci sò altri studii nantu à a prova meccanica di strutture sandwich di core expandable sottu carichi più cumplessi. Per esempiu, teste di compressione di compositi di cimentu cù aggregati auxetici, pannelli sandwich sottu carichi splusivi27, prove di curvatura28 è prove d'impattu à bassa velocità29, è ancu analisi di curvatura non lineari di pannelli sandwich cù aggregati auxetici differenziati funzionalmente30.
Perchè simulazioni di computer è valutazioni spirimintali di tali disinni sò spessu pisanti di tempu è costu, ci hè bisognu di sviluppà i metudi teorichi chì ponu efficacemente è precisamente furnisce l'infurmazioni necessarii per cuncepisce strutture core auxetic multilayer in cundizioni di carica arbitraria. tempu raghjone. Tuttavia, i metudi analitici muderni anu una quantità di limitazioni. In particulare, sti tiurìi ùn sò micca abbastanza precisi per predichendu u cumpurtamentu di materiali compositi relativamente grossi è per analizà cumposti cumposti da parechji materiali cù proprietà elastiche assai diverse.
Siccomu sti mudelli analitici dipendenu da e carichi applicati è e cundizioni di cunfini, quì avemu da fucalizza nantu à u cumpurtamentu flexural di pannelli sandwich core auxetic. A teoria di una sola capa equivalente aduprata per tali analisi ùn pò micca predichendu currettamente e tensioni di taglio è assiali in laminati altamente inhomogenei in compositi sandwich di spessore moderatu. Inoltre, in certi teorii (per esempiu, in a teoria di strati), u nùmeru di variàbili cinematichi (per esempiu, spustamentu, velocità, etc.) dipende assai di u numeru di strati. Questu significa chì u campu di u muvimentu di ogni strata pò esse discrittu indipindente, mentre chì satisfacenu certi limiti di continuità fisica. Per quessa, questu porta à piglià in contu un gran numaru di variàbili in u mudellu, chì rende stu approcciu computationally caru. Per superà queste limitazioni, prupunemu un approcciu basatu annantu à a teoria di zigzag, una subclasse specifica di a teoria multilivellu. A teoria furnisce a continuità di u sforzu di taglio in tuttu u spessore di u laminatu, assumendu un mudellu di zigzag di spostamenti in u pianu. Cusì, a teoria di zigzag dà u listessu numeru di variàbili cinematichi indipendentemente da u numeru di strati in u laminatu.
Per dimustrà a putenza di u nostru metudu in predichendu u cumpurtamentu di pannelli sandwich cù nuclei concavi sottu carichi di curvatura, avemu paragunatu i nostri risultati cù e teorie classiche (vale à dì u nostru approcciu cù mudelli computazionali (vale à dì elementi finiti) è dati sperimentali (vale à dì a curvatura di trè punti di ). Pannelli sandwich stampati 3D). À questu scopu, avemu prima derivati a relazione di spustamentu basatu nantu à a teoria di zigzag, è dopu ottinutu l'equazioni custitutive cù u principiu di Hamilton è li risolve cù u metudu Galerkin. I risultati ottenuti sò un strumentu putente per u disignu currispundenti. paràmetri geomettichi di pannelli sandwich cù filler auxetic, facilitendu a ricerca di strutture cù proprietà meccaniche mejorate.
Cunsiderate un pannellu sandwich di trè strati (Fig. 1). Parametri di cuncepimentu geometricu: strata superiore \({h}_{t}\), strata media \({h}_{c}\) è spessore di strata inferiore \({h}_{ b }\). Ipotisemu chì u core strutturale hè custituitu da una struttura di lattice pitted. A struttura hè custituita da cellule elementari disposti unu à l'altru in modu urdinatu. Cambiendu i paràmetri geomettichi di una struttura cuncava, hè pussibule cambià e so proprietà meccaniche (vale à dì, i valori di a ratio di Poisson è a rigidità elastica). I paràmetri geomettichi di a cellula elementaria sò mostrati in Figs. 1 incluant l'angle (θ), la longueur (h), la hauteur (L) et l'épaisseur de colonne (t).
A teoria di zigzag furnisce predizioni assai precise di u cumportamentu di stress è strain di strutture composite stratificate di grossu moderatu. U spustamentu strutturale in a teoria di zigzag hè custituitu di dui parti. A prima parte mostra u cumpurtamentu di u pannellu sandwich cum'è un sanu, mentre chì a seconda parte guarda u cumpurtamentu trà i strati per assicurà a continuità di u sforzu di tagliolu (o a funzione chjamata zigzag). Inoltre, l'elementu zigzag sparisce nantu à a superficia esterna di u laminatu, è micca in questa capa. Cusì, a funzione zigzag assicura chì ogni capa cuntribuisce à a deformazione trasversale tutale. Sta differenza impurtante furnisce una distribuzione fisica più realistica di a funzione zigzag cumparatu cù altre funzioni zigzag. U mudellu di zigzag mudificatu attuale ùn furnisce micca a continuità di u sforzu di taglio trasversale longu u stratu intermediariu. Per quessa, u campu di spustamentu basatu nantu à a teoria di zigzag pò esse scrittu cum'è seguita31.
in l'equazioni. (1), k = b, c è t rapprisentanu i strati di fondu, mediu è superiore, rispettivamente. U campu di spostamentu di u pianu mediu longu l'assi cartesianu (x, y, z) hè (u, v, w), è a rotazione di curvatura in u pianu attornu à l'asse (x, y) hè \({\uptheta} _ {x}\) è \ ({\uptheta}_{y}\). \({\psi}_{x}\) è \({\psi}_{y}\) sò quantità spaziali di rotazione in zigzag, è \({\phi}_{x}^{k}\ left ( z \right)\) è \({\phi}_{y}^{k}\left(z\right)\) sò funzioni zigzag.
L'amplitude di u zigzag hè una funzione vettoriale di a risposta attuale di a piastra à a carica applicata. Anu furnisce una scala adatta di a funzione zigzag, cuntrullendu cusì a cuntribuzione generale di u zigzag à u spustamentu in u pianu. A tensione di taglio in u spessore di a piastra hè custituita da dui cumpunenti. A prima parte hè l'angolo di cisura, uniforme à traversu u gruixu di u laminatu, è a seconda parte hè una funzione constante à pezzi, uniforme in u gruixu di ogni strata individuale. Sicondu sti funzioni custanti in pezzi, a funzione zigzag di ogni strata pò esse scritta cum'è:
in l'equazioni. (2), \({c}_{11}^{k}\) è \({c}_{22}^{k}\) sò e custanti di elasticità di ogni strata, è h hè u spessore tutale di u discu. Inoltre, \({G}_{x}\) è \({G}_{y}\) sò i coefficienti di rigidità media ponderata, espressi cum'è 31:
E duie funzioni di ampiezza di zigzag (Equazione (3)) è e cinque variabili cinematiche rimanenti (Equazione (2)) di a teoria di a deformazione di u primu ordine custituiscenu un inseme di sette cinematichi assuciati à sta variabile di teoria di u zigzag mudificatu. Assumindu una dependenza lineare di a deformazione è tenendu in contu a teoria di zigzag, u campu di deformazione in u sistema di coordenate cartesiane pò esse acquistatu cum'è:
induve \({\varepsilon}_{yy}\) è \({\varepsilon}_{xx}\) sò deformazioni normali, è \({\gamma}_{yz},{\gamma}_{xz} \ ) è \({\gamma}_{xy}\) sò deformazioni di tagliolu.
Utilizendu a lege di Hooke è tenendu in contu a teoria di zigzag, a relazione trà stress è strain di una placa ortotropica cù una struttura di lattice cuncava pò esse ottenuta da l'equazioni (1). (5)32 induve \({c}_{ij}\) hè a custante elastica di a matrice stress-deformazione.
induve \({G}_{ij}^{k}\), \({E}_{ij}^{k}\) è \({v}_{ij}^{k}\) sò tagliati forza hè u modulu in diverse direzzione, u modulu di Young è u rapportu di Poisson. Questi coefficienti sò uguali in tutte e direzzione per a capa isotopica. Inoltre, per i nuclei di ritornu di u lattice, cum'è mostra in a Fig.
L'applicazione di u principiu di Hamilton à l'equazioni di u muvimentu di una piastra multilayer cù un core di reticulata cuncave furnisce l'equazioni basi per u disignu. U principiu di Hamilton pò esse scrittu cum'è:
Frà elli, δ rapprisenta l'operatore variazionale, U rapprisenta l'energia potenziale di deformazione, è W rapprisenta u travagliu fattu da a forza esterna. L'energia di tensione potenziale tutale hè ottenuta cù l'equazioni. (9), induve A hè a regione di u pianu medianu.
Assumindu una applicazione uniforme di a carica (p) in a direzzione z, u travagliu di a forza esterna pò esse ottenuta da a seguente formula:
Sustituitu l'equazioni Equazioni (4) è (5) (9) è rimpiazzà l'equazioni. (9) è (10) (8) è integrendu nantu à u spessore di a piastra, l'equazione: (8) pò esse riscritta cum'è:
L'indice \(\phi\) rapprisenta a funzione zigzag, \({N}_{ij}\) è \({Q}_{iz}\) sò forze in è fora di u pianu, \({M} _{ij }\) rapprisenta un momentu flettente, è a formula di calculu hè a siguenti:
Applicà l'integrazione per parte à l'equazioni. Sustituitu in a formula (12) è calculendu u coefficient di variazione, l'equazioni di definizione di u pannellu sandwich pò esse acquistatu in a forma di formula (12). (13).
L'equazioni di cuntrollu differenziale per i platti di trè strati supportati liberamente sò risolti da u metudu Galerkin. Sutta l'assunzione di cundizioni quasi statiche, a funzione scunnisciuta hè cunsiderata cum'è una equazioni: (14).
\({u}_{m,n}\), \({v}_{m,n}\), \({w}_{m,n}\),\({{\uptheta}_ {\mathrm {x}}}_{\mathrm {m} \text{,n}}\),\({{\uptheta }_{\mathrm {y}}}_{\mathrm {m} \text {,n}}\), \({{\uppsi}_{\mathrm{x}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) è \({{\uppsi}_{ \mathrm{y}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) sò custanti scunnisciuti chì ponu esse ottenuti minimizendu l'errore. \(\overline{\overline{u}} \left({x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{v}} \left({x{\text {,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{w}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline {{{\uptheta}_{x}}}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{{\uptheta}_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{\psi_{x}}}} \left( {x{\text{, y}}} \right)\) è \(\overline{\overline{{ \psi_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\) sò funzioni di prova, chì deve risponde à e cundizioni minimi necessarii. Per e cundizioni di cunfini solu supportate, a funzione di prova pò esse ricalculata cum'è:
A sustituzione di equazioni dà equazioni algebriche. (14) à l'equazioni guvernanti, chì ponu purtà à ottene coefficienti scunnisciuti in l'equazioni (14). (14).
Utilizemu a modellazione di elementi finiti (FEM) per simulare per computer a curvatura di un pannellu sandwich supportatu liberamente cù una struttura di reticulata cuncava cum'è u core. L'analisi hè stata realizata in un codice di elementi finiti cummerciale (per esempiu, Abaqus versione 6.12.1). Elementi solidi hexahedral 3D (C3D8R) cù integrazione simplificata sò stati utilizati per mudificà i strati superiori è inferiori, è elementi tetrahedral lineari (C3D4) sò stati usati per mudificà a struttura di lattice intermediate (concave). Avemu realizatu un analisi di sensibilità di a maglia per pruvà a convergenza di a maglia è hà cunclusu chì i risultati di u spustamentu cunverguvanu à a dimensione più chjuca di e caratteristiche trà e trè strati. A piastra sandwich hè caricata cù a funzione di carica sinusoidale, tenendu in contu e cundizioni di cunfini liberamente supportate à i quattru bordi. U cumpurtamentu meccanicu elasticu lineale hè cunsideratu cum'è un mudellu di materiale assignatu à tutti i strati. Ùn ci hè micca un cuntattu specificu trà i strati, sò interconnessi.
Avemu usatu tecniche di stampa 3D per creà u nostru prototipu (vale à dì triple stampatu auxetic core sandwich panel) è currispundenti cunfigurazione spirimintali persunalizata per applicà cundizioni di curvatura simili (carca uniforme p longu a direzzione z) è e cundizioni di frontiera (ie . Just supported). assume in u nostru approcciu analiticu (Fig. 1).
U pannellu sandwich stampatu nantu à una stampante 3D hè custituitu da duie pelle (superior è bassu) è un core di lattice concave, e dimensioni di quale sò mostrate in a Tabella 1, è hè stata fabbricata nantu à una stampante 3D Ultimaker 3 (Italia) cù u metudu di deposizione ( FDM). tecnulugia hè usata in u so prucessu. Avemu stampatu in 3D a piastra di basa è a struttura principale di lattice auxetica inseme, è stampatu a capa superiore per separatamente. Questu aiuta per evità ogni cumplicazione durante u prucessu di rimozione di supportu se u disignu tutale deve esse stampatu in una volta. Dopu a stampa 3D, duie parti separate sò incollate cù superglue. Avemu stampatu questi cumpunenti cù l'acidu polilatticu (PLA) à a più alta densità di riempimentu (vale à dì 100%) per prevene qualsiasi difetti di stampa localizzati.
U sistema di clamping persunalizatu imita i stessi cundizioni di cunfini di supportu simplici aduttatu in u nostru mudellu analiticu. Questu significa chì u sistema di presa impedisce à u tavulinu di muvimenti longu i so bordi in a direzzione x è y, chì permette à questi bordi di rotà liberamente intornu à l'assi x è y. Questu hè fattu per cunsiderà i fille cù radius r = h / 2 à i quattru spiculi di u sistema di grippa (Fig. 2). Stu sistema di clamping assicura ancu chì a carica applicata hè trasfiruta cumplettamente da a macchina di prova à u pannellu è allinata cù a linea centrale di u pannellu (fig. 2). Avemu usatu tecnulugia di stampa 3D multi-jet (ObjetJ735 Connex3, Stratasys® Ltd., USA) è resine commerciali rigide (cum'è a serie Vero) per stampà u sistema di presa.
Schema schematicu di un sistema di presa persunalizatu stampatu 3D è a so assemblea cù un pannellu sandwich stampatu 3D cù un core auxeticu.
Eseguimu testi di compressione quasi statica cuntrullata da u muvimentu utilizendu un bancu di prova meccanica (Lloyd LR, cellula di carica = 100 N) è raccoglie forze è spostamenti di a macchina à una freccia di campionamentu di 20 Hz.
Questa sezione presenta un studiu numericu di a struttura di sandwich pruposta. Assumimu chì i strati superiore è inferiore sò fatti di resina epossidica di carbonu, è a struttura di lattice di u core cuncavu hè fatta di polimeru. I pruprietà miccanica di i materiali utilizati in stu studiu sò mostrati in a Table 2. Inoltre, i rapporti senza dimensioni di i risultati di spustamenti è i campi di stress sò mostrati in a Table 3.
U massimu spostamentu verticale senza dimensioni di una piastra liberamente supportata uniformemente caricata hè stata paragunata cù i risultati ottenuti da diversi metudi (Table 4). Ci hè un bonu accordu trà a teoria pruposta, u metudu di l'elementi finiti è e verificazioni sperimentali.
Avemu paragunatu u spustamentu verticale di a teoria di zigzag mudificata (RZT) cù a teoria di l'elasticità 3D (Pagano), a teoria di a deformazione di u primu ordine (FSDT) è i risultati FEM (vede Fig. 3). A teoria di cisura di u primu ordine, basatu annantu à i diagrammi di spustamentu di platti multistrati spessi, difiere più da a suluzione elastica. Tuttavia, a teoria di zigzag mudificata predice risultati assai precisi. Inoltre, avemu ancu paragunatu u stress di cisellamentu fora di u pianu è u stress normale in u pianu di diverse teorii, frà i quali a teoria di zigzag ottene risultati più precisi chì FSDT (Fig. 4).
Comparazione di strain verticale nurmalizata calculata utilizendu diverse teori à y = b/2.
Cambiamentu in u sforzu di tagliolu (a) è u stress normale (b) in u gruixu di un pannellu sandwich, calculatu cù diverse teorii.
In seguitu, avemu analizatu l'influenza di i paràmetri geomettichi di a cellula unità cun un core cuncavu nantu à e proprietà meccaniche generale di u pannellu sandwich. L'angolo di cellula unità hè u paràmetru geometticu più impurtante in u disignu di strutture di retitice reentrant34,35,36. Per quessa, avemu calculatu l'influenza di l'angolo di cellula unità, è ancu di u gruixu fora di u core, nantu à a deviazione tutale di u pianu (Fig. 5). Quandu u gruixu di a strata intermedia aumenta, a deflessione massima senza dimensione diminuisce. A forza di curvatura relativa aumenta per i strati di core più spessi è quandu \(\frac{{h}_{c}}{h}=1\) (vale à dì, quandu ci hè una capa cuncava). Pannelli sandwich cù una cellula unità auxetica (ie \(\theta =70^\circ\)) anu u più chjucu spostamenti (Fig. 5). Questu mostra chì a forza di curvatura di u core auxeticu hè più altu ch'è quellu di u core auxeticu convenzionale, ma hè menu efficaci è hà un rapportu di Poisson pusitivu.
Deflessione massima normalizzata di una barra di reticulata cuncava cù diversi anguli di cellula unità è spessore fora di u pianu.
L'épaisseur du cœur du grillage auxetique et le rapport d'aspect (ie \(\theta=70^\circ\)) affectent le déplacement maximum de la plaque sandwich (Figura 6). Si pò vede chì a deflection massima di a piastra aumenta cù l'aumentu di h/l. In più, cresce u gruixu di u core auxetic riduce a porosità di a struttura cuncave, cusì cresce a forza di curvatura di a struttura.
A deflezzione massima di pannelli sandwich causata da strutture lattice cù un core auxeticu di varii grossi è longhi.
U studiu di i campi di stress hè una zona interessante chì pò esse esplorata cambiendu i paràmetri geometrichi di a cellula unità per studià i modi di fallimentu (per esempiu, delamination) di strutture multilayer. U rapportu di Poisson hà un effettu più grande nantu à u campu di l'estressi di cisura fora di u pianu chì u stress normale (vede Fig. 7). Inoltre, questu effettu hè inhomogeneous in diverse direzzione per via di e pruprietà ortotropiche di u materiale di sti grigliate. L'altri paràmetri geomettichi, cum'è u grossu, l'altitudine è a durata di e strutture cuncavi, anu avutu pocu effettu in u campu di stress, perchè ùn sò micca stati analizati in stu studiu.
Cambiamentu in i cumpunenti di sforzu di cisura in diverse strati di un pannellu sandwich cù un filler di lattice cù diversi anguli di concavità.
Quì, a forza di curvatura di una piastra multilayer supportata liberamente cù un core di reticulata cuncava hè investigata cù a teoria di zigzag. A formulazione pruposta hè paragunata cù altre teorie classiche, cumprese a teoria di l'elasticità tridimensionale, a teoria di a deformazione di taglio di primu ordine è FEM. Avemu ancu cunvalidatu u nostru metudu paragunendu i nostri risultati cù risultati sperimentali nantu à strutture sandwich stampate in 3D. I nostri risultati mostranu chì a teoria di zigzag hè capaci di predichendu a deformazione di strutture sandwich di grossu moderatu sottu carichi di curvatura. Inoltre, hè stata analizata l'influenza di i paràmetri geometrichi di a struttura di lattice concave nantu à u cumpurtamentu di curvatura di i pannelli sandwich. Les résultats montrent qu'au fur et à mesure que le niveau d'auxetique augmente (ie, θ <90), la résistance à la flexion augmente. Inoltre, l'aumentu di u rapportu d'aspettu è a diminuzione di u grossu di u core riducerà a forza di curvatura di u pannellu sandwich. Infine, l'effettu di u rapportu di Poisson nantu à u sforzu di cisellamentu fora di u pianu hè studiatu, è hè cunfirmatu chì u rapportu di Poisson hà a più grande influenza nantu à a tensione di cisella generata da u spessore di a placa laminata. E formule è e cunclusioni pruposte ponu apre a strada per u disignu è l'ottimisazione di strutture multilayer cù filler di lattice concave in cundizioni di carica più cumplesse necessarie per u disignu di strutture portanti in a tecnulugia aerospaziale è biomedica.
I datasets utilizati è / o analizati in u studiu attuale sò dispunibuli da i rispettivi autori nantu à una dumanda ragionevule.
Aktai L., Johnson AF è Kreplin B. Kh. Simulazione numerica di e caratteristiche di distruzzione di nuclei di favo. ingegnere. frattale. pelliccia. 75 (9), 2616-2630 (2008).
Gibson LJ è Ashby MF Porous Solids: Structure and Properties (Cambridge University Press, 1999).
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