V tem delu so analizirani strižni moduli konvencionalnih in avksetičnih odprto-celičnih polimernih pen. Strižno moduli so bili i) izmerjeni direktno in ii) izračunani na podlagi elastične teorije za izotropne polne materiale, z uporabo modula elastičnosti in Poissonovega razmerja iz tlačnih testov. Odprto-celične pene s Poissonovim razmerjem enakim nič in negativnim Poissonovim razmerjem so bile izdelane iz konvencionalnih pen s pomočjo termo-mehanskega procesa. Izdelane in konvencionalne pene so bile nato tlačno testirane v treh različnih smereh, do zgoščevanja, ki nastopi pri ~60% deformaciji, tudi z uporabo digitalne korelacije slik. Tlačnemu testiranju je sledilo strižno testiranje. Izmerjeni strižni moduli so 16±7 kPa za avksetične pene, 38±2 kPa za pene s Poissonovim razmerjem enakim nič, ter 32±8 kPa za konvencionalne pene. Izračunani strižni moduli so tipično nižji od izmerjenih vrednosti. Rezultati predlagajo, da je možno uporabiti teorijo elastičnosti za izračun strižnih modulov odprto-celičnih pen pri majhnih deformacijah z uporabo modula elastičnosti in Poissonovega razmerja iz tlačnih testov, če je pena izotropna.
COBISS.SI-ID: 55450627
Avksetične celične strukture z dvema različnima kiralnima geometrijama (štiri- in šest-kiralna) so bile izdelane s pomočjo dodajalnih tehnologij iz dveh različnih materialov (aluminij AlSi10Mg in nerjavno jeklo AISI 316L). Mikrostruktura, poroznost in tekstura površine preizkušancev je bila ovrednotena s pomočjo metode difrakcije rentgenskih žarkov, optičnega in elektronskega mikroskopa, ter mikroCT skeniranja. Mehanske lastnosti vseh preizkušancev so bile določene z eksperimentalnim nateznim testiranje. Rezultati so pokazali, da imajo štiri- in šest-kiralne strukture primerljivo začetno togost, vendar šest-kiralne strukture izkazujejo večjo duktilnost, z več kot 4-krat večjo deformacijo pri porušitvi. Iz normalizirane primerjave odzivov je razvidno tudi to, da imajo preizkušanci iz nerjavnega jekla AISI 316L bolj duktilen odziv. Deformacijski odziv preizkušancev je bil analiziran s pomočjo digitalne korelacije slik in metodo sledenje, kjer je bilo pokazano, da imajo šest-kiralne strukture nižje Poissonovo razmerje. Eksperimentalni rezultati so bili nato uporabljeni za validacijo računalniških modelov, ki so omogočili detajlno analizo deformacijskega obnašanja, ter izvedbo hitrih parametričnih študij, za določitev novih, optimiziranih kiralnih geometrij.
COBISS.SI-ID: 62109187