Poısson oranı yaklaşık 0 veya 1 olan, iki boyutlu, düzlem içi izotropik latis malzemelerin tasarımı ve mekanik özelliklerinin nümerik olarak karakterizasyonu
Design and numerical characterization of two-dimensional, in-plane isotropic lattice materials with poisson ratios near 0 or 1
- Tez No: 878646
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CİHAN TEKOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Latis malzemeler, düşük ağırlık, yüksek özgül mekanik, termal, akustik ve titreşim gibi özellikleri sayesinde yoğun katı malzemelere umut verici bir alternatif sunmaktadır. Eklemeli imalat teknolojileri, istenen özelliklere sahip (negatif Poisson oranı dahil) latis tasarımına ivme kazandırmış olsa da saf bükülme altında benzersiz bir monoklastik eğrilik sergileyen sıfır Poisson oranına sahip latisler sınırlı sayıdadır. Bu malzemeler, şekil değiştiren silindirik panel uygulamalarında büyük talep görmektedir. Spektrumun diğer ucunda ise tıpkı düzgün altıgen latis gibi olağanüstü enerji sönümleme yeteneklerine sahip, Poisson oranı v=1 olan latis malzemeler bulunmaktadır. Bu çalışmada, yeni geliştirilmiş 14 adet düzlem içi izotropik iki boyutlu latis malzeme sunulmaktadır. Bunlardan yedisinin düşük bağıl yoğunluklarda Poisson oranı v≅1 iken, üçünün düşük bağıl yoğunluklarda Poisson oranı v≅0'dır. Kalan dört latisten ikisinin tıpkı Kagome latis gibi düşük bağıl yoğunluklarda Poisson oranı v=0.33 iken, geriye kalan iki latisin düşük bağıl yoğunluklarda Poisson oranı sırasıyla v=0.51 ve v=0.85 olarak bulunmuştur. Geliştirilen latislerin düzlem içi elastik özelliklerini karakterize etmek için sonlu elemanlar analizi yöntemi kullanılmıştır. Poisson oranı v≅0 olarak bulunan üç latisin Poisson oranlarının bağıl yoğunluk değerinden neredeyse hiç etkilenmediği gözlenmiştir. Poisson oranı v≅0 olan latislerden ikisi uygulanan yük altında uzama baskın deformasyon gösterirken diğeri eğilme baskın deformasyon göstermektedir. Poisson oranı v≅1 olan diğer yedi latis ise uygulanan yük altında tıpkı altıgen latis gibi eğilme baskın özellik göstermektedir. Ancak, bu malzemelerden dördü altıgen latisten daha yüksek bir direngenliğe sahiptir.
Özet (Çeviri)
Lattice materials offer a promising alternative to dense solids due to their low weight and high specific mechanical, thermal, acoustic, and vibrational properties. While additive manufacturing technologies have accelerated the design of lattices with desirable properties, including a negative Poisson ratio, lattices with a zero Poisson ratio remain scarce, despite their unique monoclastic curvature under pure bending. These materials are highly sought after for morphing cylindrical panel applications. On the other end of the spectrum are the lattice materials with a Poisson ratio of near one, such as the perfect hexagonal lattice, which possess exceptional energy absorption capabilities. In this study, we present fourteen newly developed in-plane isotropic two-dimensional lattice materials. Among these, seven exhibit a Poisson ratio close to one, while three display a Poisson ratio close to zero at low relative densities. Among the remaining four lattices, two share similarities with the Kagome lattice, showing a Poisson ratio of approximately 0.33 at low relative densities. The other two lattices have Poisson ratios of approximately 0.51 and 0.85, respectively, at low relative densities. Finite element analyses were conducted to characterize the in-plane elastic properties of the developed lattices. The Poisson ratios of all three zero Poisson ratio lattices are nearly independent of relative density. Two of these lattices undergo stretching-dominated deformation under external loads, while the third lattice experiences bending-dominated deformation. The seven lattice materials with a Poisson ratio near one are bending-dominated like the perfect hexagonal lattice. However, four of these materials possess a greater stiffness than the perfect hexagonal lattice.
Benzer Tezler
- A Store release problem: viscous flow calculations withale description using moving deforming finite elemnents
Yük bırakma problemi: Hareketli değişken sonlu elemanlar kullanarak K-L-E tanımıyla viskoz akış çözümleri
AYDIN MISIRLIOĞLU
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLGEN GÜLÇAT
- Investigation of face stability and surface settlement at earth pressure balance (EPB) tunneling method
Zemin basıncı dengeleme tünelcilik yönteminde (ZBD) ayna duraylılığı ve yer üstü oturmalarının incelenmesi
HAMİD CHAKERİ
Doktora
İngilizce
2012
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHTİYAR ÜNVER
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Oluklu sandviç kompozitlerin çekirdek yapısının elastik sabitler açısından incelenmesi
Investigation of sandwich structures with corrugated core in terms of elastic constants
ALPER ONUR GÜLŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- An Investigation of flow around two flow bluf bodies in tandem and staggered arrangements by the dicrete vortex method and experiment
Ardarda ve çapraz dizilişli iki küt cisim etrafındaki akış: Ayrık vorteks yöntemiyle hesap ve deney
HACI İBRAHİM KESER