1. Behaviour of cellular metamaterials under impact loading conditions : doctoral disertationYunus Emre Yilmaz, 2024, doctoral dissertation Abstract: This doctoral thesis investigates cell-size-graded metallic and non-metallic Triply Periodic
Minimal Surface (TPMS) structures' behavior under varying loading rates. Using experimental
tests, analytical calculations, and advanced computer simulations, the research explores the
interplay between material properties, cell size grading, and deformation mechanisms under
different strain rates. The study focuses on enhancing the Direct Impact Hopkinson Bar (DIHB)
setup for accurate force and displacement measurements and pioneering a method for
quantifying inertial forces, critical at high strain rates.
Key findings show that cell-size grading significantly affects deformation patterns, with initial
deformation occurring in regions with smaller and lower stiffness cells across different loading
rates and TPMS geometries. The research also highlights topology's influence on mechanical
response, with photopolymer-based diamond structures showing superior energy absorption
and gas-atomized steel structures favoring gyroid configurations. This underscores the
importance of considering both topology and base material selection during TPMS design. The
study demonstrates the increasing prominence of inertial forces as deformation rates rise,
impacting structural response and failure likelihood in TPMS structures.
These insights inform the design of optimized cellular metamaterials for high-performance
applications requiring superior energy absorption and structural integrity under high loading
rates. The research advances material characterization techniques and computational
modelling capabilities, contributing to the development of next-generation cellular
metamaterials for broader engineering applications.
Keywords: Triply Periodic Minimal Surfaces, TPMS, Cell-size-grading, Impact, High-strainrate, Digital Image Correlation
Published in DKUM: 17.10.2024; Views: 0; Downloads: 21
 Full text (46,48 MB) |
2. Analiza utrujanja TPMS struktur : magistrsko deloAleksej Rikić, 2024, master's thesis Abstract: V magistrski nalogi je predstavljena numerična študija določevanja življenjske dobe izbranih TPMS struktur. V začetnem delu je predstavljeno teoretično ozadje določevanja življenjske dobe, osnove celičnih struktur in njihovo mehansko obnašanje. V drugem delu naloge so predstavljene numerične analize določevanja življenjske dobe v režimu malocikličnega utrujanja. Analize so bile izvedene v kontroli deformacije za različne nivoje amplitudnih deformacij (R=-1, kar predstavlja natezno-tlačno stanje). Numerične simulacije so bile izvedene za tri najpogosteje uporabljene TPMS strukture. Numerični rezultati so bili predstavljeni v treh različnih oblikah, pri čemer je bila izvedena primerjava rezultatov med analiziranimi strukturami. Primerjani so bili numerični rezultati življenjske dobe, njihove najvišje napetosti, njihove togosti, kritična mesta za iniciacije razpok in njihova deformacijska energija.
Keywords: numerična analiza, malociklično utrujanje, TPMS, minimalne površine, aluminijeva zlitina, AA 5083-H111
Published in DKUM: 17.09.2024; Views: 0; Downloads: 217
Full text (6,42 MB) |
3. Obnašanje toge avksetične strukture izdelane iz PLA filamenta znotraj TPMS celice iz elastičnega TPU filamenta : magistrsko deloDavid Gorup, 2024, master's thesis Abstract: Magistrsko delo je eksperimentalne narave. Modelirali smo TPMS celico gyroida in znotraj celice oblikovali avksetično geometrijo. Geometrija je izdelana iz bolj togega PLA filamenta, ostanek celice pa iz elastičnega TPU filamenta. Nato je bil izveden 3D-tisk več vzorcev, vključno z vzorci z majhnimi variacijami, kar je omogočilo primerjavo vpliva različnih sprememb geometrije. Mehansko testiranje je izvedeno tako, da so bili vzorci stisnjeni med dvema ploščama, pri čemer smo beležili sile stiskanja in istočasno snemali za nadaljnjo analizo z DIC programom. Pri analizi rezultatov smo primerjali SEA, CFE in Poissonovo število.
Keywords: avksetična struktura, 3D-tiskanje, PLA filament, TPU filament, TPMS celica, gyroid, SEA, CFE, Poissonovo število
Published in DKUM: 22.08.2024; Views: 63; Downloads: 13
Full text (3,38 MB) |
