13365

بررسي عملكرد مكانيكي سازه‌هاي آگزتيك با ساختار سلول تركيبي تحت بارگذاري مكانيكي

1402

دكتر مجيدرضا آيت اللهي

دكتر حيدري ميبدي

توسعه ساختارهاي آگزتيك يكي از زمينه‌هاي مكانيك جامدات است كه در سال‌هاي اخير مورد استقبال محققان قرار گرفته است. مواد آگزتيك داراي خواص منحصربه‌فردي هستند؛ يكي از خواص منحصر‌به‌فرد ساختار آگزتيك منفي بودن ضريب پواسون است كه منجر مي‌شود جسم تحت نيروي فشاري منبسط شود و اين خاصيت ساختار آگزتيك منجر به جذب نيروي ضربه‌اي و تعديل ارتعاشات و جذب انرژي مي‌شود كه در توليد صنايع حفاظتي كاربرد دارد. همچنين در زيست‌پزشكي منفي بودن ضريب پواسون منجر به كاربرد اين ساختار در ساخت استنت‌هاي آگزتيكي شده است. اما توسعه آنها تا حد زيادي به دليل محدوديت‌هاي توليدي دچار چالش بوده است. ظهور توليد افزايشي، به‌ويژه چاپ مستقيم فلزات مانند ذوب ليزري انتخابي، اين محدوديت را به طور قابل‌توجهي تغيير داده است و پيشرفت روز‌افزون فناوري ساخت افزايشي، توليد انواع توپولوژي‌ها و سلول‌هاي واحد با هندسه پيچيده و تركيب‌هاي مختلف آنها را امكان‌پذير كرده است. مطالعات بر روي انواع فرامواد با سلول‌هاي واحد مختلف نشان مي‌دهد هر يك از آنها خواصي وابسته به نوع هندسه سلول واحد دارند كه با طراحي، تنظيم و تركيب اين سلول‌هاي واحد مي‌توان خواص هر يك را براي كاربرد موردنظر اصلاح كرد. هر يك از انواع سلول‌هاي واحد مزايا و معايب خاص خود را دارند كه با تركيب آنها مي‌توان معايب را حداقل كرد و به ساختار ايده‌آل رسيد. محققان با تركيب‌هاي مختلف ساختار‌هايي جديدي ارائه كرده‌اند و خواص مكانيكي و آگزتيكي آنها را مورد بررسي قرار داده‌اند. آنها با درنظرگرفتن تأثير پارامترهاي هندسي، ساختارهايي را ايجاد كردند كه خواص منحصربه‌فردشان منجر به تمايل روزافزون محققان به كاوش‌هاي بيشتر در اين زمينه شده ‌است. در اين مطالعه ضمن مرور پژوهش‌هاي پيشين ساختارهاي آگزتيك متنوع با تركيب سلول‌هاي واحد مختلف كه تحت بارگذاري مكانيكي قرار گرفته‌اند مورد بررسي قرار گرفته و تأثير هندسه سلول واحد و تركيب سلول‌هاي واحد بر خواص مكانيكي و آگزتيكي ساختار بررسي گرديده است. نتايج به‌دست‌آمده از روش تحليل اجزاي محدود و مطالعات تجربي از داده‌هاي آزمايشگاهي استخراج شده كه تطابق مطلوبي داشته‌اند و همچنين در برخي موارد مدل‌هاي تحليلي براي بررسي رفتار سلول واحد تحت بارگذاري ارائه شده است.

6/9/2024 12:00:00 AM

82817

1403/03/24

Investigation of mechanical performance of hybrid auxetic cell structures under mechanical loading

مواد آگزتيك، ضريب پواسون منفي، ساخت افزايشي، سلول واحد، ساختار تركيبي آگزتيك، تحليل اجزاي محدود. , مواد آگزتيك , ضريب پواسون منفي , ساخت افزايشي , سلول واحد , ساختار تركيبي آگزتيك

auxetic structure, negative Poisson's ratio, additive manufacturing, unit cell, auxetic hybrid structure, finite element analysis.