1. Karakterizacija deformacijskega in mehanskega obnašanja avksetičnega kompozitnega metamateriala : diplomsko deloMiha Kolar, 2024, diplomsko delo Opis: Prispevek predlaga inovativen večmaterialen pristop za vpeljavo avksetičnega obnašanja v področje sintaktičnih pen. Z natančnim oblikovanjem velikosti, oblike in orientacije sintaktične pene je bilo doseženo avksetično deformacijsko obnašanje. Najprej so bili iz ekspandiranega perlita in mavca izdelani šestkotni elementi v obliki peščene ure, nato pa je bil avksetični vzorec teh elementov razporejen v škatlo iz nerjavnega jekla. Prazni prostori med vložki so bili zapolnjeni z aluminijevo zlitino (A356) s pomočjo uporabe tehnike proti gravitacijskega litja. Vliti avksetični kompozit je imel gostoto 1,52 g/cm3. Izdelan preizkušanec je bil nato deformiran s kvazi-statično obremenitvijo, da bi lahko okarakterizirali njegovo deformacijsko obnašanje in določili njegove mehanske lastnosti, zlasti Poissonovo število. Deformacija kompozita je bila avksetična s Poissonovim številom -1,04. Za boljše razumevanje mehanizma in zagotavljanje možnosti za nadaljnjo optimizacijo geometrije so bile izvedene računalniške simulacije po metodi končnih elementov.
Ključne besede: avksetične celične strukture, sintaktične pene, eksperimentalno testiranje, mehanske lastnosti, Poissonovo število
Objavljeno v DKUM: 06.12.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 62
 Celotno besedilo (2,63 MB) |
2. Analiza utrujanja osnosimetrične kiralne celične strukture iz nerjavnega jekla 316l : magistrsko deloŽiga Žnidarič, 2024, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu je izvedena simulacija utrujanja osnosimetrične kiralne celične strukture in njene modificirane oblike, narejenih iz nerjavnega jekla 316L. Opisane so teoretične osnove celičnih struktur s predstavitvijo obeh geometrij. Nadaljuje se s teoretičnimi osnovami utrujanja materialov, s poudarkom na deformacijski metodi. Opisano je, kako sta bili generirani geometriji s pomočjo programske kode in prilagojeni za uporabo v numeričnih simulacijah. Sledilo je določevanje materialnih parametrov, obremenitev, podpor in podatkov za izračun življenjske dobe. Geometriji sta bili obremenjeni s pomiki v obliki sinusnega valovanja. Modela sta bila diskretizirana z mrežo končnih elementov, določeno s konvergenčno analizo.
Podatke smo beležili v tabelah, s pomočjo katerih smo izrisali grafe, ki prikazujejo, kako se življenjska doba spremeni v odvisnosti od velikosti obremenitve. Sledili smo tudi poteku napetosti in stopnjam plastične deformacije, ki se pojavijo v strukturah. Rezultati so pokazali, da kljub boljši porazdelitvi napetosti je življenjska doba optimizirane strukture krajša.
Ključne besede: celične strukture, avksetičnost, deformacijska metoda, ciklično utrujanje, numerična analiza, življenjska doba
Objavljeno v DKUM: 21.08.2024; Ogledov: 110; Prenosov: 48
Celotno besedilo (4,75 MB) |
3. Razvoj protokola modeliranja celičnih struktur med poljubnima površinama : magistrsko deloDenis Završek, 2023, magistrsko delo Opis: V tej magistrski nalogi sem raziskoval razvoj protokola za modeliranje celičnih struktur med različnimi površinami.
Ugotovil sem, da narava ponuja navdih za oblikovanje celičnih struktur, ki imajo velik potencial v izdelavi lahkih in trdnih konstrukcij. Razvil sem protokol za njihovo modeliranje, uporabljal sem programsko opremo Rhinoceros 3D in orodje Grasshopper.
Ta magistrska naloga predstavlja pomemben korak k razumevanju in praktični uporabi celičnih struktur v oblikovanju in inženiringu ter ponuja možnosti za nadaljnje raziskave in razvoj na tem področju.
Ključne besede: celične strukture, oblikovanje, celični modeli, aditivna proizvodnja, 3D modeliranje, Rhinoceros 3D, Grasshopper, 3D tisk
Objavljeno v DKUM: 29.11.2023; Ogledov: 490; Prenosov: 35
Celotno besedilo (4,85 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
4. Razvoj večnamenskih avksetičnih celičnih struktur : zaključno poročilo temeljnega raziskovalnega projektaMatej Vesenjak, Srečko Glodež, Zoran Ren, Miran Ulbin, Matej Borovinšek, Nejc Novak, Marko Šori, Jernej Klemenc, Marko Nagode, Aleš Gosar, Andrej Škrlec, Mitja Franko, Tadej Kocjan, Dejan Tomažinčič, 2021, končno poročilo o rezultatih raziskav Ključne besede: materiali, avksetične celične strukture, mehanske lastnosti, deformacije, konstruiranje
Objavljeno v DKUM: 25.04.2022; Ogledov: 1078; Prenosov: 63
Celotno besedilo (996,76 KB) |
5. Malociklično utrujanje avksetičnih celičnih struktur : doctoral disertationBranko Nečemer, 2021, doktorska disertacija Opis: V doktorski disertaciji sta predstavljena razvoj in potrditev računskega modela za napovedovanje življenjske dobe 2D-avksetičnih celičnih struktur, katerih karakteristična lastnost je negativno Poissonovo razmerje. Predstavljeni računski model temelji na energijskem pristopu in sestoji iz določitve števila ciklov za iniciacijo in širjenje poškodbe do končne odpovedi.Raziskovalno delo je obsegalo mehansko karakterizacijo aluminijeve zlitine 5083-H111, razvoj in potrditev računskega modela ter analiziranje avksetičnih celičnih struktur z numeričnim in eksperimentalnim pristopom. Eksperimentalno testiranje aluminijeve zlitine je zajemalo kvazi-statično in dinamično preizkušanje v režimu malocikličnega utrujanja. Dinamični testi so bili izvedeni s kontrolo deformacije pri razmerju deformacije R=-1 in R=0 na različnih nivojih amplitudne deformacije. V nadaljevanju so bili iz eksperimentalnih rezultatov določeni materialne konstante energijskega pristopa (c1, c2, c3 in c4) in materialni parametri konstitutivnega materialnega modela, uporabljenega v računskem modelu, ki je bil zgrajen v programskem paketu Simulia Abaqus. V računskem modelu za napovedovanje življenjske dobe je bil za pospešitev numerične simulacije in izračuna življenjske dobe analiziranih vzorcev uporabljen algoritem neposredne ciklične analize (ang. Direct cyclic analysis), ki je vgrajen v omenjenem programskem paketu. V računskem modelu sta bili najprej analizirani geometriji ploščatega in CT-vzorca, ki sta bili uporabljeni v eksperimentalnih testih mehanske karakterizacije osnovnega materiala. Računski model za napovedovanje življenjske dobe je bil uspešno validiran na podlagi primerjave numeričnih in eksperimentalnih rezultatov ploščatega in CT-vzorca. Validirani računski model je bil v nadaljevanju uporabljen kot osnova za določitev življenjske dobe kiralne in vbočene šestkotne avksetične strukture. V numeričnih analizah je bila življenjska doba avksetične strukture določena z odpovedjo ene izmed celičnih povezav, medtem ko je bila celotna življenjska doba sestavljena iz števila ciklov, potrebnih za iniciacijo in širjenje poškodbe do končne odpovedi. Numerične analize utrujanja avksetičnih vzorcev so bile izvedene s kontrolo deformacije pri R=-1 na različnih nivojih amplitudne deformacije. Izvedeni so bili tudi eksperimentalni testi kiralne in vbočene šestkotne avksetične strukture v režimu malocikličnega utrujanja. Zaradi različne togosti vzorcev so bili eksperimentalni rezultati LCF-testov predstavljeni v treh različnih oblikah vzdržljivostnih krivulj. Iz slednjih je bilo ugotovljeno, da obe avksetični strukturi kljub različni togosti vzorca pri enaki povprečni deformacijski energiji na cikel dosežeta podobno število obremenitvenih ciklov do odpovedi prve celične povezave.
Na koncu je bila izvedena primerjava numeričnih in eksperimentalnih rezultatov življenjske dobe kiralne in vbočene šestkotne avksetične strukture. Na podlagi te primerjave lahko zaključimo, da je bil razvit računski model napovedovanja življenjske dobe kiralne in vbočene šestkotne avksetične strukture uspešno verificiran.
Ključne besede: malociklično utrujanje, numerična analiza, avksetične celične strukture, energijska metoda
Objavljeno v DKUM: 11.10.2021; Ogledov: 1409; Prenosov: 261
Celotno besedilo (20,01 MB) |
6. Računalniško modeliranje avksetičnih strukturNejc Novak, 2019, doktorska disertacija Opis: V doktorski disertaciji so predstavljeni rezultati geometrijske in mehanske karakterizacije avksetičnih celičnih struktur, katerih karakteristična in edinstvena lastnost je ta, da imajo negativno Poissonovo razmerje. Napredna karakterizacija je bila sestavljena iz treh delov: analize geometrije izdelanih avksetičnih celičnih struktur, eksperimentalnega testiranja in računalniških simulacij. Analiza geometrije je bila izvedena z mikroskopiranjem in mikroračunalniško tomografijo (µCT), kar je omogočilo natančno oceno pravilnosti in zanesljivosti izdelave preizkušancev z dodajalnimi tehnologijami. Temu je sledilo eksperimentalno tlačno testiranje pri različnih hitrostih obremenjevanja, kjer so bili ovrednoteni vplivi osnovnega materiala, poroznosti, geometrije in hitrosti obremenjevanja na mehanski odziv analiziranih avksetičnih celičnih struktur. V sklopu eksperimentalnega tlačnega testiranja so bile izdelane in preizkušene tudi avksetične celične strukture napolnjene s silikonom, z namenom dodatnega izboljšanja mehanskih lastnosti kompozitnih avksetičnih celičnih struktur.
Rezultati eksperimentalnega testiranja so bili osnova za validacijo računalniških modelov in razvoj robustnega materialnega modela, ki omogoča opis deformacijskega obnašanja vseh, v tem delu analiziranih avksetičnih celičnih struktur. Za izvedbo eksplicitnih računalniških simulacij je bil uporabljen računalniški program LS-DYNA. Na podlagi verificiranih in validiranih računalniških modelov avksetičnih struktur so bili v nadaljevanju razviti tudi računalniški modeli sendvič struktur z avksetičnim jedrom, ki so bili uporabljeni za analizo eksplozijskega in balističnega obremenjevanja. Ugotovljeno je bilo, da uporaba avksetične celične strukture kot jedra sendvič struktur zviša sposobnost absorpcije energije v primerjavi s sendvič strukturo z neavksetičnim jedrom.
Izvedeno je bilo tudi eksperimentalno testiranje gradiranih avksetičnih celičnih struktur pri kvazi-statičnih in dinamičnih hitrostih obremenjevanja. Pokazano je bilo, da lahko pri dovolj visokih (nadkritičnih) hitrostih s pomočjo usmerjenosti gradiranih avksetičnih celičnih struktur spremenimo njihov mehanski odziv pri tlačni obremenitvi. Deformacijsko obnašanje gradiranih avksetičnih struktur je bilo uspešno določeno tudi z računalniškimi simulacijami. Validirani računalniški modeli in optimizacijski algoritem pa so bili v nadalje uporabljeni kot osnova za določitev funkcionalno gradirane avksetične strukture, ki omogoča uporabniško določen mehanski odziv za predvideno obremenitveno stanje.
Ključne besede: avksetične celične strukture, mehanske lastnosti, udarne obremenitve, računalniške simulacije
Objavljeno v DKUM: 04.10.2019; Ogledov: 2115; Prenosov: 414
Celotno besedilo (9,69 MB) |
7. |
8. |
