| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:Visokohitrostna karakterizacija mehanskih lastnosti celičnih metamaterialov : doktorska disertacija
Avtorji:ID Mauko, Anja (Avtor)
ID Ren, Zoran (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Datoteke:.pdf DOK_Mauko_Anja_2022.pdf (10,64 MB)
MD5: 9F32CCC125BD4F90753CDD65D913E448
 
Jezik:Slovenski jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:V doktorski raziskavi so bile karakterizirane visokohitrostne mehanske lastnosti novih celičnih metamaterialov z osnosimetrično avksetično kiralno strukturo, katerih geometrija temelji na tridimenzionalni štiri kiralni kvadratni enotski celici z ukrivljenimi medceličnimi povezavami sinusne oblike in prostorsko gradiranostjo v radialni smeri. Z napredno dodajalno tehnologijo 3D tiskanja so bili izdelani vzorci treh različnih osnosimetričnih geometrijskih struktur z različnimi relativnimi gostotami. Za celovito mehansko karakterizacijo v vseh obremenitvenih režimih (kvazi statičnem, prehodno dinamičnem in visokohitrostnem) so bile uporabljene napredne eksperimentalne in računalniško simulacijske metode, s katerimi so bile zajete vse deformacijske faze celičnih metamaterialov, in sicer: začetna faza, plato faza in faza zgoščevanja. S predhodno študijo odziva kiralnih preizkušancev je bilo ugotovljeno, da klasično SHPB preizkuševališče ne omogoča celovite visokohitrostne karakterizacije celičnih metamaterialov, zato je bila izvedena nadgradnja obstoječega SHPB preizkuševališča v preizkuševališče direktnega udarca DIHB. Ustrezno delovanje DIHB preizkuševališča je bilo potrjeno z mehansko karakterizacijo uveljavljene odprto celične kovinske pene m-pore®. Z vpeljavo optične metode sledenja digitalnih slik (DIC) je bila dosežena višja stopnja natančnosti eksperimentalnih opazovanj, ki je omogočila določitev polj pomikov, specifičnih deformacij in Poissonovih razmerij v vseh obremenitvenih režimih na mezo nivoju. Ustrezno potrjeno DIHB preizkuševališče je bilo uporabljeno za obsežno mehansko karakterizacijo novih osnosimetričnih metamaterialov pri različnih deformacijskih režimih. Dokazan je bil vpliv deformacijske hitrosti na utrjevanje metamateriala zaradi vpliva mikrovztrajnosti. Dokazano je bilo, da je lahko z gradirano notranjo kiralno strukturo osnosimetričnih celičnih metamaterialov dosežen konstanten napetostni plato brez oscilacij in postopoma naraščajoče Poissonovo razmerje. Obenem je bila opredeljena tudi geometrijska struktura z najvišjim avksetičnim odzivom, najvišjo togostjo glede na relativno gostoto strukture in najmanjšimi napetostnimi oscilacijami v plato fazi.
Ključne besede:celični metamateriali, prostorsko gradirana gostota, SHPB, visokohitrostna deformacija, test direktnega udarca, DIC, računalniške simulacije
Kraj izida:Maribor
Kraj izvedbe:Maribor
Založnik:[A. Mauko]
Leto izida:2022
Št. strani:VIII, 126 str.
PID:20.500.12556/DKUM-81634 Novo okno
UDK:539.2(043.3)
COBISS.SI-ID:121877251 Novo okno
Datum objave v DKUM:19.09.2022
Število ogledov:1049
Število prenosov:301
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FS
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share



Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.
Začetek licenciranja:03.05.2022

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:High strain rate characterization of mechanical properties of cellular metamaterials
Opis:In the doctoral dissertation, unique cellular metamaterials with an axisymmetric chiral auxetic structure were fabricated and characterized. Structures geometry was based on a 3D tetra chiral square unit cell with sinusoidal struts and was spatially graded in the radial direction. Samples of three axisymmetric geometrical structures with different relative densities were manufactured by advanced 3D printing technology. Due to the strain rate sensitivity, an extensive characterization of axisymmetric metamaterials in all loading regimes (quasi-static, transitional and shock regime) was required. Thus, advanced experimental and computer simulation methods were used for extensive characterization of novel metamaterial. Comprehensive mechanical characterization is achieved when the cellular metamaterial passes all the deformation phases, which are: an initial stage, the stress plateau stage and densification stage. In a preliminary study, chiral metamaterials were experimentally tested at classical SHPB test apparatus. Experimental results reviled inadequacy of SHPB apparatus, which only enables partial characterization of cellular metamaterials. By determination of the SHPB apparatus limits, classical SHPB apparatus was modified to enable direct impact test on improved DIHB apparatus. The performance of DIHB apparatus was validated by mechanical characterization of the well-known open cell metal foam m-pore®. In addition, a DIC optical method was implemented to determine the displacement fields, strain fields, and Poisson’s ratios at higher accuracy on meso-scale. DIHB test apparatus enabled extensive mechanical characterization of novel axisymmetric metamaterials with an auxetic structure. A comprehensive characterization of all tested axisymmetric structures was achieved in all loading regimes. It has been proven that with a graded internal chiral structure of axisymmetric cellular metamaterials, a constant plateau stress without oscillations and a gradually increasing Poisson ratio can be achieved. In addition, the geometric structure with the highest auxetic response, the highest stiffness with respect to the relative density of the structure, and the lowest stress oscillations in the plateau phase was determined.
Ključne besede:cellular metamaterials, spatially graded density, SHPB, high strain rate, direct impact test, DIC, computer simulation


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici