Takk for at du besøker Nature.com. Du bruker en nettleserversjon med begrenset CSS-støtte. For den beste opplevelsen anbefaler vi at du bruker en oppdatert nettleser (eller deaktiverer kompatibilitetsmodus i Internet Explorer). I mellomtiden, for å sikre kontinuerlig støtte, viser vi nettstedet uten stiler og JavaScript.
Sandwichpanelstrukturer er mye brukt i mange bransjer på grunn av deres høye mekaniske egenskaper. Mellomlaget til disse strukturene er en svært viktig faktor for å kontrollere og forbedre deres mekaniske egenskaper under forskjellige belastningsforhold. Konkave gitterstrukturer er fremragende kandidater for bruk som mellomlag i slike sandwichstrukturer av flere grunner, nemlig for å justere deres elastisitet (f.eks. Poissons forhold og elastiske stivhetsverdier) og duktilitet (f.eks. høy elastisitet) for enkelhets skyld. Styrke-til-vekt-forholdsegenskapene oppnås ved å justere kun de geometriske elementene som utgjør enhetscellen. Her undersøker vi bøyeresponsen til et 3-lags konkav kjerne sandwichpanel ved hjelp av analytiske (dvs. sikksakk teori), beregningsmessige (dvs. endelige elementer) og eksperimentelle tester. Vi analyserte også effekten av ulike geometriske parametere for den konkave gitterstrukturen (f.eks. vinkel, tykkelse, enhetscellelengde til høydeforhold) på den generelle mekaniske oppførselen til sandwichstrukturen. Vi har funnet at kjernestrukturer med auxetisk oppførsel (dvs. negativ Poissons forhold) viser høyere bøyestyrke og minimal skjærspenning utenfor planet sammenlignet med konvensjonelle rister. Våre funn kan bane vei for utvikling av avanserte konstruerte flerlagsstrukturer med arkitektoniske kjernegitter for romfart og biomedisinske applikasjoner.
På grunn av deres høye styrke og lave vekt, er sandwichstrukturer mye brukt i mange bransjer, inkludert design av mekanisk og sportsutstyr, marine, romfart og biomedisinsk ingeniørfag. Konkave gitterstrukturer er en potensiell kandidat som anses som kjernelag i slike komposittstrukturer på grunn av deres overlegne energiabsorpsjonskapasitet og høye styrke-til-vekt-forhold1,2,3. Tidligere har det blitt gjort store anstrengelser for å designe lette sandwichstrukturer med konkave gitter for å forbedre de mekaniske egenskapene ytterligere. Eksempler på slike design inkluderer høytrykksbelastninger i skipsskrog og støtdempere i biler4,5. Grunnen til at den konkave gitterstrukturen er veldig populær, unik og egnet for sandwichpanelkonstruksjon er dens evne til uavhengig å justere sine elastomekaniske egenskaper (f.eks. elastisk stivhet og Poisson-sammenligning). En slik interessant egenskap er den auxetiske oppførselen (eller negative Poissons forhold), som refererer til sideutvidelsen av en gitterstruktur når den strekkes i lengderetningen. Denne uvanlige oppførselen er relatert til den mikrostrukturelle utformingen av dens elementære celler7,8,9.
Siden Lakes første forskning på produksjon av auxetisk skum, har det blitt gjort betydelige anstrengelser for å utvikle porøse strukturer med et negativt Poisson-forhold10,11. Flere geometrier har blitt foreslått for å oppnå dette målet, for eksempel chirale, halvstive og stive roterende enhetsceller,12 som alle viser auxetisk oppførsel. Fremkomsten av additiv produksjonsteknologi (AM, også kjent som 3D-utskrift) har også forenklet implementeringen av disse 2D- eller 3D-auxetiske strukturene13.
Den auxetiske oppførselen gir unike mekaniske egenskaper. For eksempel har Lakes og Elms14 vist at auxetic skum har høyere flytestyrke, høyere slagenergiabsorpsjonsevne og lavere stivhet enn konvensjonelt skum. Med hensyn til de dynamiske mekaniske egenskapene til auxetic skum viser de høyere motstand under dynamiske bruddbelastninger og høyere forlengelse under ren strekk15. I tillegg vil bruken av auxetiske fibre som forsterkende materialer i kompositter forbedre deres mekaniske egenskaper16 og motstanden mot skader forårsaket av fiberstrekk17.
Forskning har også vist at bruk av konkave auxetiske strukturer som kjernen i buede komposittstrukturer kan forbedre ytelsen deres utenfor planet, inkludert bøyestivhet og styrke18. Ved å bruke en lagdelt modell har det også blitt observert at en auxetisk kjerne kan øke bruddstyrken til komposittpaneler19. Kompositter med auxetiske fibre forhindrer også sprekkforplantning sammenlignet med konvensjonelle fibre20.
Zhang et al.21 modellerte den dynamiske kollisjonsatferden til returnerende cellestrukturer. De fant at spennings- og energiabsorpsjon kunne forbedres ved å øke vinkelen på den auxetiske enhetscellen, noe som resulterer i et gitter med et mer negativt Poisson-forhold. De foreslo også at slike auxetic sandwichpaneler kunne brukes som beskyttende strukturer mot støtbelastninger med høy tøyningshastighet. Imbalzano et al.22 rapporterte også at auxetic komposittplater kan spre mer energi (dvs. dobbelt så mye) gjennom plastisk deformasjon og kan redusere topphastigheten på baksiden med 70 % sammenlignet med enkeltlags plater.
De siste årene har det vært mye oppmerksomhet til numeriske og eksperimentelle studier av sandwichstrukturer med auxetisk fyllstoff. Disse studiene fremhever måter å forbedre de mekaniske egenskapene til disse sandwichstrukturene. For eksempel kan det å vurdere et tilstrekkelig tykt auxetisk lag som kjernen i et sandwichpanel resultere i en høyere effektiv Youngs modul enn det stiveste laget23. I tillegg kan bøyeoppførselen til laminerte bjelker 24 eller auxetic kjernerør 25 forbedres med optimaliseringsalgoritmen. Det er andre studier på mekanisk testing av utvidbare kjernesandwichstrukturer under mer komplekse belastninger. For eksempel kompresjonstesting av betongkompositter med auxetic aggregater, sandwichpaneler under eksplosive belastninger27, bøyeforsøk28 og lavhastighets slagtester29, samt analyse av ikke-lineær bøyning av sandwichpaneler med funksjonelt differensierte auxetic aggregater30.
Fordi datasimuleringer og eksperimentelle evalueringer av slike design ofte er tidkrevende og kostbare, er det behov for å utvikle teoretiske metoder som effektivt og nøyaktig kan gi informasjonen som trengs for å designe flerlags auxetic kjernestrukturer under vilkårlige belastningsforhold. rimelig tid. Moderne analytiske metoder har imidlertid en rekke begrensninger. Spesielt er disse teoriene ikke nøyaktige nok til å forutsi oppførselen til relativt tykke komposittmaterialer og til å analysere kompositter sammensatt av flere materialer med vidt forskjellige elastiske egenskaper.
Siden disse analytiske modellene avhenger av påførte belastninger og grenseforhold, vil vi her fokusere på bøyeoppførselen til sandwichpaneler med auxetic kjerne. Den ekvivalente enkeltlagsteorien som brukes for slike analyser kan ikke korrekt forutsi skjær- og aksiale spenninger i svært inhomogene laminater i sandwichkompositter med moderat tykkelse. Dessuten, i noen teorier (for eksempel i lagdelt teori), avhenger antallet kinematiske variabler (for eksempel forskyvning, hastighet, etc.) sterkt av antall lag. Dette betyr at bevegelsesfeltet til hvert lag kan beskrives uavhengig, samtidig som det tilfredsstiller visse fysiske kontinuitetsbegrensninger. Derfor fører dette til at man tar hensyn til et stort antall variabler i modellen, noe som gjør denne tilnærmingen beregningsmessig kostbar. For å overvinne disse begrensningene, foreslår vi en tilnærming basert på sikksakk-teori, en spesifikk underklasse av flernivåteori. Teorien gir kontinuitet i skjærspenningen gjennom hele laminatets tykkelse, forutsatt et sikksakkmønster av forskyvninger i planet. Dermed gir sikksakk-teorien samme antall kinematiske variabler uavhengig av antall lag i laminatet.
For å demonstrere kraften til metoden vår når det gjelder å forutsi oppførselen til sandwichpaneler med konkave kjerner under bøyningsbelastninger, sammenlignet vi resultatene våre med klassiske teorier (dvs. vår tilnærming med beregningsmodeller (dvs. endelige elementer) og eksperimentelle data (dvs. trepunktsbøyning av 3D-trykte sandwichpaneler). For dette formål utledet vi først forskyvningsforholdet basert på sikksakk-teorien, og fikk deretter de konstitutive ligningene ved å bruke Hamilton-prinsippet og løste dem ved hjelp av Galerkin-metoden. Resultatene som ble oppnådd er et kraftig verktøy for å designe tilsvarende geometriske parametere for sandwichpaneler med auxetiske fyllstoffer, som letter søket etter strukturer med forbedrede mekaniske egenskaper.
Tenk på et trelags sandwichpanel (fig. 1). Geometriske designparametere: topplag \({h}_{t}\), mellomlag \({h}_{c}\) og bunnlag \({h}_{ b }\) tykkelse. Vi antar at den strukturelle kjernen består av en pitted gitterstruktur. Strukturen består av elementære celler arrangert ved siden av hverandre på en ordnet måte. Ved å endre de geometriske parameterne til en konkav struktur, er det mulig å endre dens mekaniske egenskaper (dvs. verdiene av Poissons forhold og elastisk stivhet). De geometriske parametrene til elementærcellen er vist i fig. 1 inkludert vinkel (θ), lengde (h), høyde (L) og søyletykkelse (t).
Sikksakk-teorien gir svært nøyaktige spådommer av spennings- og tøyningsoppførselen til lagdelte komposittstrukturer med moderat tykkelse. Strukturell forskyvning i sikksakk-teorien består av to deler. Den første delen viser oppførselen til sandwichpanelet som helhet, mens den andre delen ser på oppførselen mellom lagene for å sikre skjærspenningskontinuitet (eller den såkalte sikksakkfunksjonen). I tillegg forsvinner sikksakk-elementet på den ytre overflaten av laminatet, og ikke inne i dette laget. Dermed sikrer sikksakk-funksjonen at hvert lag bidrar til den totale tverrsnittsdeformasjonen. Denne viktige forskjellen gir en mer realistisk fysisk fordeling av sikksakkfunksjonen sammenlignet med andre sikksakkfunksjoner. Den nåværende modifiserte sikksakkmodellen gir ikke tverrgående skjærspenningskontinuitet langs det mellomliggende laget. Derfor kan forskyvningsfeltet basert på sikksakk-teorien skrives som følger31.
i ligningen. (1), k=b, c og t representerer henholdsvis bunn-, midt- og topplaget. Forskyvningsfeltet til middelplanet langs den kartesiske aksen (x, y, z) er (u, v, w), og bøyerotasjonen i planet om (x, y)-aksen er \({\uptheta} _ {x}\) og \ ({\uptheta}_{y}\). \({\psi}_{x}\) og \({\psi}_{y}\) er romlige mengder sikksakkrotasjon, og \({\phi}_{x}^{k}\ venstre ( z \right)\) og \({\phi}_{y}^{k}\left(z\right)\) er sikksakkfunksjoner.
Amplituden til sikksakk er en vektorfunksjon av den faktiske responsen til platen på den påførte belastningen. De gir en passende skalering av sikksakkfunksjonen, og kontrollerer derved det totale bidraget fra sikksakk til forskyvningen i planet. Skjærtøyning over platetykkelsen består av to komponenter. Den første delen er skjærvinkelen, jevn over tykkelsen av laminatet, og den andre delen er en stykkevis konstant funksjon, jevn over tykkelsen på hvert enkelt lag. I henhold til disse stykkevis konstante funksjonene kan sikksakkfunksjonen til hvert lag skrives som:
i ligningen. (2), \({c}_{11}^{k}\) og \({c}_{22}^{k}\) er elastisitetskonstantene til hvert lag, og h er den totale tykkelsen av platen. I tillegg er \({G}_{x}\) og \({G}_{y}\) de veide gjennomsnittlige skjærstivhetskoeffisientene, uttrykt som 31:
De to sikksakk-amplitudefunksjonene (ligning (3)) og de resterende fem kinematiske variablene (ligning (2)) av førsteordens skjærdeformasjonsteori utgjør et sett med syv kinematikk assosiert med denne modifiserte sikksakkplateteorivariabelen. Forutsatt en lineær avhengighet av deformasjonen og tar i betraktning sikksakk-teorien, kan deformasjonsfeltet i det kartesiske koordinatsystemet oppnås som:
der \({\varepsilon}_{yy}\) og \({\varepsilon}_{xx}\) er normale deformasjoner, og \({\gamma}_{yz},{\gamma}_{xz} \ ) og \({\gamma}_{xy}\) er skjærdeformasjoner.
Ved å bruke Hookes lov og ta hensyn til sikksakk-teorien, kan forholdet mellom spenning og tøyning av en ortotrop plate med en konkav gitterstruktur fås fra ligning (1). (5)32 hvor \({c}_{ij}\) er den elastiske konstanten til spennings-tøyningsmatrisen.
der \({G}_{ij}^{k}\), \({E}_{ij}^{k}\) og \({v}_{ij}^{k}\) er kuttet kraft er modulen i forskjellige retninger, Youngs modul og Poissons forhold. Disse koeffisientene er like i alle retninger for det isotopiske laget. I tillegg, for de returnerende kjernene til gitteret, som vist i fig. 1, kan disse egenskapene skrives om til 33.
Anvendelse av Hamiltons prinsipp på bevegelsesligningene til en flerlagsplate med en konkav gitterkjerne gir de grunnleggende ligningene for designet. Hamiltons prinsipp kan skrives som:
Blant dem representerer δ variasjonsoperatøren, U representerer tøyningspotensialenergien, og W representerer arbeidet utført av den ytre kraften. Den totale potensielle tøyningsenergien oppnås ved å bruke ligningen. (9), hvor A er området til medianplanet.
Forutsatt en jevn påføring av lasten (p) i z-retningen, kan arbeidet med den ytre kraften oppnås fra følgende formel:
Erstatte ligningen ligningene (4) og (5) (9) og erstatte ligningen. (9) og (10) (8) og integrert over platetykkelsen, kan ligningen: (8) skrives om som:
Indeksen \(\phi\) representerer sikksakk-funksjonen, \({N}_{ij}\) og \({Q}_{iz}\) er krefter inn og ut av planet, \({M} _{ij }\) representerer et bøyemoment, og beregningsformelen er som følger:
Bruke integrasjon av deler til ligningen. Ved å erstatte i formel (12) og beregne variasjonskoeffisienten, kan den definerende ligningen for sandwichpanelet oppnås i form av formel (12). (13).
Differensialkontrolllikningene for fritt støttede trelagsplater løses ved Galerkin-metoden. Under antakelsen om kvasistatiske forhold, betraktes den ukjente funksjonen som en ligning: (14).
\({u}_{m,n}\), \({v}_{m,n}\), \({w}_{m,n}\),\({{\uptheta}_ {\mathrm {x}}}_{\mathrm {m} \text{,n}}\),\({{\uptheta }_{\mathrm {y}}}_{\mathrm {m} \text {,n}}\), \({{\uppsi}_{\mathrm{x}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) og \({{\uppsi}_{ \mathrm{y}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) er ukjente konstanter som kan oppnås ved å minimere feilen. \(\overline{\overline{u}} \left({x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{v}} \left({x{\text {,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{w}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline {{{\uptheta}_{x}}}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{{\uptheta}_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{\psi_{x}}}} \left( {x{\text{, y}}} \right)\) og \(\overline{\overline{{ \psi_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\) er testfunksjoner, som må tilfredsstille de minste nødvendige grensevilkårene. For bare støttede grensebetingelser, kan testfunksjonen beregnes på nytt som:
Substitusjon av ligninger gir algebraiske ligninger. (14) til de styrende ligningene, noe som kan føre til å oppnå ukjente koeffisienter i ligning (14). (14).
Vi bruker finite element modellering (FEM) for å datasimulere bøyningen av et fritt støttet sandwichpanel med en konkav gitterstruktur som kjerne. Analysen ble utført i en kommersiell endelig elementkode (for eksempel Abaqus versjon 6.12.1). 3D heksaedriske solide elementer (C3D8R) med forenklet integrasjon ble brukt til å modellere topp- og bunnlagene, og lineære tetraedriske elementer (C3D4) ble brukt til å modellere den mellomliggende (konkave) gitterstrukturen. Vi utførte en maskefølsomhetsanalyse for å teste konvergensen til nettet og konkluderte med at forskyvningsresultatene konvergerte ved den minste egenskapsstørrelsen blant de tre lagene. Sandwichplaten belastes ved hjelp av sinusformet belastningsfunksjon, og tar hensyn til de fritt støttede grenseforholdene ved de fire kantene. Den lineære elastiske mekaniske oppførselen betraktes som en materialmodell tildelt alle lag. Det er ingen spesifikk kontakt mellom lagene, de er sammenkoblet.
Vi brukte 3D-utskriftsteknikker for å lage prototypen vår (dvs. trippeltrykt auxetic core sandwichpanel) og tilsvarende tilpasset eksperimentelt oppsett for å bruke lignende bøyeforhold (uniform belastning p langs z-retningen) og grenseforhold (dvs. nettopp støttet). antatt i vår analytiske tilnærming (fig. 1).
Sandwichpanelet som er skrevet ut på en 3D-skriver består av to skinn (øvre og nedre) og en konkav gitterkjerne, hvis dimensjoner er vist i tabell 1, og ble produsert på en Ultimaker 3 3D-skriver (Italia) ved bruk av avsetningsmetoden ( FDM). teknologi brukes i prosessen. Vi 3D-printet bunnplaten og hovedgitterstrukturen sammen, og printet topplaget separat. Dette bidrar til å unngå komplikasjoner under fjerningsprosessen hvis hele designet må skrives ut på en gang. Etter 3D-printing limes to separate deler sammen ved hjelp av superlim. Vi trykket disse komponentene ved å bruke polymelkesyre (PLA) med høyeste fylltetthet (dvs. 100 %) for å forhindre lokale trykkfeil.
Det tilpassede klemsystemet etterligner de samme enkle støttegrenseforholdene som er tatt i bruk i vår analytiske modell. Dette betyr at gripesystemet hindrer brettet i å bevege seg langs kantene i x- og y-retningene, slik at disse kantene kan rotere fritt rundt x- og y-aksene. Dette gjøres ved å vurdere fileter med radius r = h/2 ved de fire kantene av gripesystemet (fig. 2). Dette klemsystemet sørger også for at den påførte lasten overføres fullstendig fra testmaskinen til panelet og på linje med panelets senterlinje (fig. 2). Vi brukte multi-jet 3D-utskriftsteknologi (ObjetJ735 Connex3, Stratasys® Ltd., USA) og stive kommersielle harpikser (som Vero-serien) for å skrive ut gripesystemet.
Skjematisk diagram av et 3D-trykt tilpasset gripesystem og dets montering med et 3D-trykt sandwichpanel med en auxetisk kjerne.
Vi utfører bevegelseskontrollerte kvasistatiske kompresjonstester ved hjelp av en mekanisk testbenk (Lloyd LR, lastcelle = 100 N) og samler inn maskinkrefter og forskyvninger med en samplingshastighet på 20 Hz.
Denne delen presenterer en numerisk studie av den foreslåtte sandwichstrukturen. Vi antar at topp- og bunnlaget er laget av karbonepoksyharpiks, og gitterstrukturen til den konkave kjernen er laget av polymer. De mekaniske egenskapene til materialene som er brukt i denne studien er vist i tabell 2. I tillegg er de dimensjonsløse forholdene mellom forskyvningsresultater og spenningsfelt vist i tabell 3.
Den maksimale vertikale dimensjonsløse forskyvningen av en jevnt belastet fritt støttet plate ble sammenlignet med resultatene oppnådd ved forskjellige metoder (tabell 4). Det er god samsvar mellom den foreslåtte teorien, finite element-metoden og eksperimentelle verifikasjoner.
Vi sammenlignet den vertikale forskyvningen av den modifiserte sikksakk-teorien (RZT) med 3D-elastisitetsteori (Pagano), førsteordens skjærdeformasjonsteori (FSDT) og FEM-resultater (se fig. 3). Førsteordens skjærteori, basert på forskyvningsdiagrammene til tykke flerlagsplater, skiller seg mest fra den elastiske løsningen. Den modifiserte sikksakk-teorien spår imidlertid svært nøyaktige resultater. I tillegg sammenlignet vi også skjærspenningen utenfor planet og normalspenningen i planet for forskjellige teorier, blant annet oppnådde sikksakk-teorien mer nøyaktige resultater enn FSDT (fig. 4).
Sammenligning av normalisert vertikal tøyning beregnet ved bruk av ulike teorier ved y = b/2.
Endring i skjærspenning (a) og normalspenning (b) over tykkelsen på et sandwichpanel, beregnet ved hjelp av ulike teorier.
Deretter analyserte vi påvirkningen av de geometriske parametrene til enhetscellen med en konkav kjerne på de generelle mekaniske egenskapene til sandwichpanelet. Enhetscellevinkelen er den viktigste geometriske parameteren i utformingen av reentrant gitterstrukturer34,35,36. Derfor beregnet vi påvirkningen av enhetscellevinkelen, samt tykkelsen utenfor kjernen, på den totale nedbøyningen av platen (fig. 5). Når tykkelsen på mellomlaget øker, avtar den maksimale dimensjonsløse nedbøyningen. Den relative bøyestyrken øker for tykkere kjernelag og når \(\frac{{h}_{c}}{h}=1\) (dvs. når det er ett konkavt lag). Sandwichpaneler med en auxetisk enhetscelle (dvs. \(\theta =70^\circ\)) har de minste forskyvningene (fig. 5). Dette viser at bøyestyrken til den auxetic-kjernen er høyere enn den til den konvensjonelle auxetic-kjernen, men er mindre effektiv og har et positivt Poisson-forhold.
Normalisert maksimal avbøyning av en konkav gitterstav med forskjellige enhetscellevinkler og tykkelse utenfor planet.
Tykkelsen på kjernen til det auxetiske gitteret og sideforholdet (dvs. \(\theta=70^\circ\)) påvirker den maksimale forskyvningen av sandwichplaten (Figur 6). Det kan sees at den maksimale nedbøyningen av platen øker med økende h/l. I tillegg reduserer økning av tykkelsen på den auxetiske kjernen porøsiteten til den konkave strukturen, og øker dermed bøyestyrken til strukturen.
Maksimal avbøyning av sandwichpaneler forårsaket av gitterstrukturer med en auxetisk kjerne av forskjellige tykkelser og lengder.
Studiet av spenningsfelt er et interessant område som kan utforskes ved å endre de geometriske parametrene til enhetscellen for å studere feilmodusene (f.eks. delaminering) til flerlagsstrukturer. Poissons forhold har større effekt på feltet av skjærspenninger utenfor planet enn normal spenning (se fig. 7). I tillegg er denne effekten inhomogen i forskjellige retninger på grunn av de ortotropiske egenskapene til materialet til disse gitterne. Andre geometriske parametere, som tykkelse, høyde og lengde på de konkave strukturene, hadde liten effekt på spenningsfeltet, så de ble ikke analysert i denne studien.
Endring i skjærspenningskomponenter i ulike lag av et sandwichpanel med gitterfyllstoff med ulike konkavitetsvinkler.
Her undersøkes bøyestyrken til en fritt støttet flerlagsplate med en konkav gitterkjerne ved hjelp av sikksakk-teorien. Den foreslåtte formuleringen sammenlignes med andre klassiske teorier, inkludert tredimensjonal elastisitetsteori, førsteordens skjærdeformasjonsteori og FEM. Vi validerer også metoden vår ved å sammenligne resultatene våre med eksperimentelle resultater på 3D-trykte sandwichstrukturer. Resultatene våre viser at sikksakk-teorien er i stand til å forutsi deformasjonen av sandwichstrukturer med moderat tykkelse under bøyningsbelastninger. I tillegg ble påvirkningen av de geometriske parameterne til den konkave gitterstrukturen på bøyeoppførselen til sandwichpaneler analysert. Resultatene viser at når nivået av auxetic øker (dvs. θ <90), øker bøyestyrken. I tillegg vil øke sideforholdet og redusere tykkelsen på kjernen redusere bøyestyrken til sandwichpanelet. Til slutt studeres effekten av Poissons forhold på skjærspenning utenfor planet, og det bekreftes at Poissons forhold har størst innflytelse på skjærspenningen som genereres av tykkelsen på den laminerte platen. De foreslåtte formlene og konklusjonene kan åpne veien for design og optimalisering av flerlagsstrukturer med konkave gitterfyllstoffer under mer komplekse belastningsforhold som er nødvendige for design av bærende strukturer innen romfart og biomedisinsk teknologi.
Datasettene som brukes og/eller analyseres i den nåværende studien er tilgjengelig fra de respektive forfatterne på rimelig forespørsel.
Aktai L., Johnson AF og Kreplin B. Kh. Numerisk simulering av ødeleggelsesegenskapene til honeycomb-kjerner. ingeniør. fraktal. pels. 75(9), 2616–2630 (2008).
Gibson LJ og Ashby MF Porous Solids: Structure and Properties (Cambridge University Press, 1999).
Innleggstid: 12. august 2023