إعادة الدخول إلى الهيكل المساعد على شكل قرص العسل مع خصائص الاتجاه المحسنة
Title Re-Entrant Honeycomb Auxetic Structure with Enhanced Directional Properties
الباحث الرئيس ياسر حسين عتيق الله الاحمدي
الباحثون المشاركون
التخصص: الهندسة الميكانيكية
التخصص الدقيق: ميكانيكا الموائع
المستخلص: تقدم هذه الورقة بنية مساعدة معدلة لقرص العسل. يتم إنشاء الهيكل عن طريق إضافة عضو أفقي إضافي بين العضو الرأسي والعضو المعاد إدخاله
لنموذج قرص العسل شبه المعاد الدخول لزيادة الامتثال العام للهيكل من أجل الحصول على قيم أعلى لنسبة بواسون السالبة (NPR). تم تقديم نموذج تحليلي للهيكل مع الأخذ في الاعتبار التشوهات الانحناء والقص والمحوري. تم التحقق من النموذج باستخدام تحليل العناصر المحدودة (FEA) واختبار الشد. نتائج FEA واختبار الشد تؤكد نتائج النموذج الرياضي المقدم. تتم أيضًا مقارنة الهيكل بالهيكل الحالي
هيكل قرص العسل. وقد أظهرت الدعامة المضافة حديثًا تأثيرًا مباشرًا على الخصائص الاتجاهية للهيكل العام. مع زيادة الدعامة المضافة حديثًا إلى أطوال إعادة الدخول، تم تعزيز NPR بشكل كبير في اتجاه x وتقليل أحمال الاتجاه y. يُظهر الهيكل معامل يونغ محسّنًا مقارنة بالمواد الصلبة في كلا اتجاهي التحميل، خاصة بالنسبة للقيم المنخفضة لنسبة الدعامات الجديدة وأطوال إعادة الدخول. يُظهر الهيكل أيضًا أنه يمكن تحقيق ارتفاع NPR للكثافة النسبية المنخفضة مقارنةً بهيكل قرص العسل شبه المعاد دخوله.
Abstract: This paper presents a modified re-entrant honeycomb auxetic structure. The structure is constructed by adding an additional horizontal member between the vertical and re-entrant member
of the semi-re-entrant honeycomb model to increase the overall compliance of the structure in order to obtain higher values of negative Poisson’s ratio (NPR). An analytical model of the structure is presented, taking into account the bending, shear, and axial deformations. The model is verified using finite element analysis (FEA) and tensile testing. The results of FEA and tensile testing corroborate the results of the presented mathematical model. The structure is also compared to the existing re-entrant
honeycomb structure. The newly added strut has shown a direct effect on the directional properties of the overall structure. With an increase in the newly added strut to re-entrant lengths, NPR was significantly enhanced in the x-direction and reduced in the y-direction loadings. The structure shows an improved Young’s modulus compared to solid material in both loading directions, especially for the low values of the new strut and re-entrant lengths ratio. The structure also shows that high NPR can be achieved for low relative density compared to semi re-entrant honeycomb structure.