بررسی تجربی رفتار جذب انرژی و خواص مکانیکی ساختار آگزتیک بازگشتی سه‌بعدی (XYRS) ساخته شده از پلیمر PLA با روش چاپ سه‌بعدی
کد مقاله : 1217-ICME (R1)
نویسندگان
حمید ماسوری1، مرتضی طلعتی2، حامد احمدی *3، غلامحسین لیاقت4
1دانشجو
2دانشجوی دانشگاه تربیت مدرس
3عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس
4استاد تربیت مدرس
چکیده مقاله
در سال‌های اخیر، فرامواد آگزتیک (Auxetic Metamaterials) به دلیل داشتن نسبت پواسون منفی و قابلیت منحصر‌به‌فرد در جذب انرژی ضربه، مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. اکثر مطالعات پیشین بر روی ساختارهای فلزی یا مدل‌های دوبعدی متمرکز بوده‌اند. هدف از این پژوهش، ارزیابی تجربی رفتار مکانیکی و قابلیت جذب انرژی یک ساختار نوین آگزتیک بازگشتی سه‌بعدی با نام XYRS است که با استفاده از ماده ترد پلی‌لاکتیک اسید (PLA) ساخته شده است. بدین منظور، ابتدا سلول واحد با پارامترهای هندسی بهینه طراحی گردید. سپس نمونه‌ها در دو پیکربندی تک‌سلول و ساختار مشبک با استفاده از فناوری مدل‌سازی لایه نشانده (FDM) تولید شدند. خواص مکانیکی ماده پایه و رفتار سازه تحت بارگذاری فشاری شبه‌استاتیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ساختار مشبک نسبت به نمونه تک‌سلول، دارای پایداری بیشتری است که ناشی از قیدهای جانبی و حمایت متقابل سلول‌ها می‌باشد. همچنین مشاهده شد که علی‌رغم ماهیت ترد ماده PLA، طراحی هندسی مناسب XYRS منجر به ایجاد رفتار نرم‌شوندگی و جذب انرژی ویژه (SEA) مطلوب در ساختار می‌گردد. این یافته‌ها پتانسیل بالای این ساختار پلیمری سبک‌وزن را برای کاربرد در صنایع ضربه‌گیر و حفاظتی تأیید می‌کند.
کلیدواژه ها
فرامواد اگزتیک، جذب انرژی، چاپ سه‌بعدی
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی