Исследователи из Саудовской Аравии улучшают Т-образные соединения с помощью ауксетических ребер жесткости, напечатанных на 3D-принтере

Новый подход к усилению металлокомпозитных Т-образных соединений, придающих им высокую прочность и ударную вязкость, появился благодаря интеграции ауксетических металлических ребер жесткости, напечатанных на 3D-принтере. Их метод, разработанный исследователями из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), продемонстрировал существенное улучшение совместной работы.

Предложенная конструкция элемента жесткости, представляющая собой комбинацию объемной стенки и входного фланца конструкции, была изготовлена ​​с использованием 3D-печати селективного лазерного плавления. Благодаря тщательным испытаниям он продемонстрировал значительные преимущества перед обычными шарнирами.

Дизайн ауксетических элементов жесткости. (Изображение предоставлено KAUST)

Испытания на отрыв показали поразительное увеличение удельной прочности на 266% по сравнению с базовыми соединениями, а также ошеломляющее увеличение прочности в 38,2 раза. Это улучшение объясняется задержкой начала повреждения, чему способствует уникальная архитектура ребра жесткости.

<п>Ауксетические материалы — это материалы, которые демонстрируют отрицательный коэффициент Посссона, то есть при сжатии материал становится тоньше. Это противоположность традиционным материалам и структурам, которые не являются ауксетическими – при растяжении они становятся тоньше. </п>

В отличие от традиционных соединений, где повреждение обычно происходит на краю элемента жесткости, ауксетический элемент жесткости смещает эту точку возникновения, повышая общую устойчивость соединения. Кроме того, отрицательный коэффициент Пуассона возвратной структуры эффективно останавливает рост расслоения после начала повреждения, еще больше повышая прочность. </п>

Фотографии реальных структур и соединений. (Изображение предоставлено: КАУСТ)

Значимость этого достижения заключается в его потенциале для расширения возможностей применения соединений металл-композит в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую и автомобильную отрасли. Обладая непревзойденной прочностью и жесткостью, эти превосходные соединения открывают путь к созданию более легких и долговечных конструкций без ущерба для безопасности.

<стр>Полную статью под названием «3D-печатный ауксетический металлический элемент жесткости для легких металлокомпозитных Т-образных соединений с высокой прочностью и ударной вязкостью» можно прочитать по этой ссылке.</стр>