Elasto-plastic shear behavior of reinforced honeycomb and auxetic reentrant lattices
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Data de Publicação: | 2018 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | https://doi.org/10.29352/mill0207.07.00179 |
Resumo: | Introduction: Auxetic materials possess a negative Poisson’s ratio. Even though, the existence of isotropic auxetics is theoretically possible, they seem to be absent in natural states thus, there has been an effort to produce artificial auxetics mostly by the design of inverted (reentrant) honeycombs. Objetives: This study explores a novel Reinforced Honeycomb Lattices and Auxetic Reentrant lattices to enhance structural elasto-plastic behaviour in shear deformation. Methods: Finite element analysis (FEA) is used to simulate shear loading in Reinforced Honeycomb and Auxetic Reentrant lattices, while the imposed stress and strains are monitored. Results: Auxetic transformation promotes an increase in shear modulus, however, it generates plastic strains at lower values of shear deformation. However, the closing effect of auxetic materials, tends to reduce the plastic affected area. Conclusions: In this study, a novel generation of Reinforced Honeycomb and Auxetic Reentrant Lattices are presented. Even though, the auxetic transformation generates plastic strain for lower shear deformation regimes, it is able to reduce the areas affected by plasticity and elevate shear stiffness. |
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Elasto-plastic shear behavior of reinforced honeycomb and auxetic reentrant latticesComportamiento elasto-plástico al cizalladura de estructuras panal y augéticas reforzadasComportamento elasto-plástico ao corte de estruturas favo-de-mel e auxéticas reforçadasEngineering, Technology, Management and TourismIntroduction: Auxetic materials possess a negative Poisson’s ratio. Even though, the existence of isotropic auxetics is theoretically possible, they seem to be absent in natural states thus, there has been an effort to produce artificial auxetics mostly by the design of inverted (reentrant) honeycombs. Objetives: This study explores a novel Reinforced Honeycomb Lattices and Auxetic Reentrant lattices to enhance structural elasto-plastic behaviour in shear deformation. Methods: Finite element analysis (FEA) is used to simulate shear loading in Reinforced Honeycomb and Auxetic Reentrant lattices, while the imposed stress and strains are monitored. Results: Auxetic transformation promotes an increase in shear modulus, however, it generates plastic strains at lower values of shear deformation. However, the closing effect of auxetic materials, tends to reduce the plastic affected area. Conclusions: In this study, a novel generation of Reinforced Honeycomb and Auxetic Reentrant Lattices are presented. Even though, the auxetic transformation generates plastic strain for lower shear deformation regimes, it is able to reduce the areas affected by plasticity and elevate shear stiffness.Introducción: Los materiales augéticos poseen un coeficiente de Poisson negativo. Aunque la existencia de augétios isotrópicos es teóricamente posible, parecen estar ausentes en los estados naturales, por lo tanto, se ha realizado un esfuerzo para producir augéticos artificiales principalmente mediante el diseño de panales invertidos. Objetivos: Este estudio explora un enrejado de nido de abeja reforzado y enrejado reentrantes para mejorar el comportamiento estructural elasto-plástico en la deformación al cizalladura. Métodos: Análisis de elementos finitos (FEA) se utiliza para simular la carga de cizallamiento en rejillas nido de abeja reforzadas y Reentrant augéticas, mientras que el estrés impuesto y las cepas se controlan. Resultados: La transformación augética promueve un aumento en el módulo de cizalladura y genera deformaciones plásticas a valores más bajos de deformación por cizalladura. Sin embargo, el efecto de cierre de los materiales augéticos tiende a reducir el área plástica afectada. Conclusiones: En este estudio, se presenta una nueva generación de enrejado de nido de abeja reforzado y rejillas augética reentrante. Apesar de que la transformación augética genera deformación plástica para regímenes de deformación de cizallamiento más bajo, es capaz de reducir las áreas afectadas por la plasticidad y elevar la rigidez a la cizalladura.Introdução: Materiais auxéticos possuem um coeficiente de Poisson negativo. Ainda que a existência de auxéticos isotrópicos seja teoricamente possível, estes são inexistentes em estados naturais. Assim, tem havido um esforço para produzir auxéticos artificiais principalmente pelo design de favos de mel invertidos (reentrantes). Objetivos: Este estudo explora novas estruturas reforçadas em favo de mel e auxéticas para melhorar o comportamento elasto-plástico estrutural em deformação de corte. Métodos: A análise de elementos finitos (FEA) é usada para simular a carga de corte em estruturas reforçadas em favo de mel e auxéticas reentrantes, enquanto as tensões e deformações impostas são monitorizadas. Resultados: A transformação auxética promove um aumento no módulo de corte, no entanto, gera deformações plásticas a valores mais baixos de deformação. No entanto, o efeito de fechamento de materiais auxéticos tende a reduzir a área de plasticidade afetada. Conclusões: Neste estudo, é apresentada uma nova geração de estruturas reforçadas em favo de mel e auxética reentrante. Ainda que a transformação auxética gere deformação plástica para menores deformações de corte, é capaz de reduzir as áreas afetadas pela plasticidade e elevar a rigidez de corte.Polytechnic Institute of Viseu (IPV)2018-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlehttps://doi.org/10.29352/mill0207.07.00179eng1647-662X0873-3015Carneiro, VitorMeireles, Joséinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-06-15T15:01:44Zoai:ojs.revistas.rcaap.pt:article/14114Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T15:29:22.623359Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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