- Tytuł:
-
Micromechanical model of auxetic cellular materials
Model mikromechaniczny materiałów komórkowych o ujemnym współczynniku Poissona - Autorzy:
- Janus-Michalska, M.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/279741.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
auxetic cellular materials
anisotropy
effective model
elasticity - Opis:
-
An effective anisotropic continuum formulation for auxetic cellular materials is the objective of this paper. A skeleton is modelled as a plane beam elastic structure with stiff joints. The skeleton topology, forming concave polygons, is responsible for negative Poisson’s ratio effect. The essential macroscopic features of mechanical behaviour are inferred from the deformation response of a representative volume element using the framework of micromechanical analysis. The strain energy of a unit cell is calculated by adding the tensile, shearing and bending strain energy of individual members. The equivalent continuum is based on averaging this energy, thus formulating the basis for computing the anisotropic stiffness matrix. The structural mechanics methodology and ANSYS finite element code are applied to solve the beam model of the skeleton. Graphical representation of certain material constants such as Young’s modulus, Poisson’s ratio, shear modulus and generalized bulk modulus is given. The results of included parametric study may be used for proper choice of geometric and material data of the skeleton for a given structural application of the anisotropic continuum.
Celem pracy jest sformułowanie efektywnego anizotropowego continuum sprężystego dla materiałów komórkowych o ujemnym współczynniku Poissona. Szkielet materiału jest modelowany przez płaską strukturę belkową połączoną w sztywnych węzłach tworzącą układ wielokątów wklęsłych. Kąty wklęsłe w strukturze materiału odpowiadają za efekt ujemnego współczynnika Poissona. Poprzez zastosowanie modelu mikromechanicznego istotne cechy mechaniczne materiału komórkowego są wyprowadzone z wyników analizy komórki reprezentatywnej. Potencjał sprężysty szkieletu komórki jest wyznaczony jako suma energii w belkach tworzących szkielet od ich rozciągania, ścinania i zginania. Efektywne continuum jest oparte na uśrednianiu potencjału sprężystego, co jest podstawą konstruowania macierzy sztywności. Metoda analizy strukturalnej przeprowadzona za pomocą programu MES-ANSYS jest stosowana dla modelu belkowego szkieletu. Jako wynik tej analizy przedstawiono graficznie rozkłady modułu Younga, współczynnika Poissona, modułu na ścinanie i uogólnionego współczynnika ściśliwości objętościowej. Studium parametryczne umożliwia prześledzenie wpływu parametrów geometrycznych struktury i charakterystyk materiału szkieletu na własności kontinuum zastępczego jako materiału o zastosowaniu strukturalnym. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2009, 47, 4; 737-750
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł