Análisis por elementos finitos de la respuesta de estructuras auxeticas hexaquirales y re-entrantes con coeficiente de Poisson Negativo Bajo Carga Uniaxial en el plano Xy

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Resumen

Different types of deformable structures with negative coefficient of Poisson, called auxetic structures, have been presented in recent years as an interesting alternative for the industrial, automotive and aerospace sectors as well as for the manufacture of structural, optical, acoustic components, bio-mechanical and thermomechanical. These structures are characterized by high shear, allowing considerable deformation and a low relative density. In this study a computational analysis is performed by the finite element method in the application Ansys Workbench, the elastic behavior of auxetic structures Hexaquirales and Re-entrant with negative coefficient of Poisson in the plane under uniaxial load, by varying the geometry of each structure is to establish the best relationship between topology and deformation for each model, as well as a comparative framework in the responses of the two types of structures. The results show that the mechanical behavior of each structure depends largely on the geometric shape and the type of structure that is. Thus, design parameters using models for future applications auxetic considering its geometric constraints and performance are offered.

Descripción

Los diferentes tipos de estructuras deformables con coeficiente de Poisson negativo, llamadas estructuras auxéticas, se han venido presentando en los últimos años como una alternativa interesante para los sectores industrial, automotriz y aeroespacial, así como para la fabricación de componentes estructurales, ópticos, acústicos, bio-mecánicos y termomecánicos. Estas estructuras se caracterizan por tener alta resistencia al cortante, permitir deformaciones considerables y una baja densidad relativa. En este estudio se realiza un análisis computacional por medio del método de elementos finitos en el aplicativo Ansys Workbench, del comportamiento elástico de estructuras auxéticas Hexaquirales y Re-entrantes con coeficiente de Poisson negativo en el plano bajo carga uniaxial, al variar la geometría de cada estructura se busca establecer la mejor relación entre la topología y la deformación para cada modelo, así como un marco comparativo en las respuestas de los dos tipos de estructuras. Los resultados obtenidos, demuestran que el comportamiento mecánico de cada estructura depende en gran medida de la conformación geométrica y del tipo de estructura que esta sea. De esta manera, se ofrecen parámetros de diseño utilizando modelos auxéticos para futuras aplicaciones teniendo en cuenta sus restricciones geométricas y de desempeño.

Palabras clave

Auxetico, Hexaquiral, Re-entrante

Citación