مواد و ساخت پیشرفته

در یک مطالعه جدید، به بررسی ویژگی خرد شدن یک متامواد جدید منحنی شکل با ترکیبMiura-ori  (CMM) با پلی آمیدهای تقویت‌شده با الیاف شیشه تحت بارهای خرد کردن چند جهته پرداخته شده است. در واقع یک روش طراحی متامتریال اوریگامی منحنی (CMM) با چین‌های اوریگامی مختلف پیشنهاد شده‌است.

CMM با پلی آمیدهای تقویت شده با الیاف شیشه، برای تقویت سطح باربری آن مفید است. در این تحقیقات، بر اساس آزمایش تجربی و تحلیل عددی، مکانیسم تغییر شکل، تنش خرد کردن و قابلیت جذب انرژی CMM تحت بارهای خرد کردن چند جهته (0°, 10°, 20°, 30°) بررسی شده است. مکانیسم تغییر شکل پیش­‌رونده CMM با چین­های اوریگامی گرادیانی (CMM-G) نشان داده شده است که از چین­ های اوریگامی آن پیروی می ­کند و راندمان اتلاف انرژی و قابلیت تحمل بار بالایی را نشان می­ دهد. رفتار خرد کردن CMM با چین­ های اوریگامی درجه­‌بندی­‌شده پایدارتر از چین ­های اوریگامی یکنواخت است. در CMM-G در مقایسه با CMM با چین ­های اوریگامی یکنواخت تحت بارهای خرد­کننده چند جهته، که در آن جذب انرژی ویژه CMM-G تا 24.93% تحت بار خرد کردن در جهت 0° بهبود می ­یابد، مزایای خرد کردن بیشتری وجود دارد. علاوه بر این، تأثیر پیکربندی‌های هندسی CMM-G بر رفتار خرد کردن مثبت است. حالت تغییر شکل و راندمان جذب انرژی CMM به پیکربندی چین‌های اوریگامی حساس است. حالت تغییر شکل، سطح تحمل بار و راندمان اتلاف انرژی به دامنه اوریگامی، تعداد چین­خوردگی اوریگامی و ضریب گرادیان CMM-G تحت بارهای خردکننده چند جهته حساس هستند. ننتایج این بررسی، عملکرد مکانیکی ارزشمند متامواد اوریگامی منحنی را با تقویت گرادیان و کامپوزیت نشان می‌دهد که کاربردهای بالقوه گسترده‌ای را به عنوان جاذب انرژی یا دستگاه‌های باربر ایجاد می­ کند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141029622014560