ຂໍຂອບໃຈທ່ານສໍາລັບການຢ້ຽມຢາມ Nature.com. ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນເວລານີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາກໍາລັງສະແດງເວັບໄຊທ໌ທີ່ບໍ່ມີຮູບແບບແລະ JavaScript.
ໂຄງສ້າງກະດານ Sandwich ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫລາຍອຸດສາຫະກໍາເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດກົນຈັກສູງ. interlayer ຂອງໂຄງສ້າງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນຫຼາຍໃນການຄວບຄຸມແລະປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງເຂົາເຈົ້າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດຕ່າງໆ. ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ concave ແມ່ນຜູ້ສະຫມັກທີ່ໂດດເດັ່ນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເປັນ interlayers ໃນໂຄງສ້າງ sandwich ດັ່ງກ່າວສໍາລັບເຫດຜົນຫຼາຍຢ່າງ, ຄືການປັບຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງພວກເຂົາ (ຕົວຢ່າງ, ອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ແລະຄ່າຄວາມແຂງຂອງ elastic) ແລະຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ຕົວຢ່າງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສູງ) ສໍາລັບຄວາມງ່າຍດາຍ. ຄຸນສົມບັດອັດຕາສ່ວນຄວາມແຮງຕໍ່ນ້ຳໜັກແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການປັບພຽງແຕ່ອົງປະກອບເລຂາຄະນິດທີ່ປະກອບເປັນຫ້ອງໜ່ວຍ. ທີ່ນີ້, ພວກເຮົາສືບສວນການຕອບສະຫນອງ flexural ຂອງ 3-layer concave core sandwich panel ໂດຍໃຊ້ການວິເຄາະ (ie, zigzag theory), computational (ie, finite element) ແລະການທົດສອບການທົດລອງ. ພວກເຮົາຍັງໄດ້ວິເຄາະຜົນກະທົບຂອງພາລາມິເຕີ geometric ຕ່າງໆຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ concave (ເຊັ່ນ: ມຸມ, ຄວາມຫນາ, ຄວາມຍາວຂອງຈຸລັງກັບອັດຕາສ່ວນຄວາມສູງ) ກ່ຽວກັບພຶດຕິກໍາກົນຈັກໂດຍລວມຂອງໂຄງສ້າງ sandwich. ພວກເຮົາໄດ້ພົບເຫັນວ່າໂຄງສ້າງຫຼັກທີ່ມີພຶດຕິກໍາ auxetic (ເຊັ່ນ: ອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ໃນທາງລົບ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງແລະຄວາມກົດດັນ shear ຫນ້ອຍທີ່ສຸດເມື່ອທຽບໃສ່ກັບ gratings ທໍາມະດາ. ການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຮົາອາດຈະປູທາງໃຫ້ແກ່ການພັດທະນາໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນທີ່ເຮັດດ້ວຍວິສະວະກອນແບບພິເສດດ້ວຍ lattices ຫຼັກສະຖາປັດຕະຍະກໍາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຍານອະວະກາດແລະຊີວະພາບ.
ເນື່ອງຈາກມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະນ້ໍາຫນັກຕ່ໍາ, ໂຄງສ້າງ sandwich ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກໍາຈໍານວນຫຼາຍ, ລວມທັງການອອກແບບອຸປະກອນກົນຈັກແລະກິລາ, ທາງທະເລ, ການບິນອະວະກາດ, ແລະວິສະວະກໍາຊີວະພາບ. ໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ concave ແມ່ນຜູ້ສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງອັນຫນຶ່ງທີ່ຖືກພິຈາລະນາເປັນຊັ້ນຫຼັກໃນໂຄງສ້າງປະສົມດັ່ງກ່າວເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມພະລັງງານທີ່ເຫນືອກວ່າແລະຄຸນສົມບັດອັດຕາສ່ວນຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ນ້ໍາຫນັກສູງ 1,2,3. ໃນໄລຍະຜ່ານມາ, ຄວາມພະຍາຍາມອັນໃຫຍ່ຫຼວງໄດ້ຖືກດໍາເນີນໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງ sandwich ້ໍາຫນັກເບົາທີ່ມີ lattices concave ເພື່ອປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຕື່ມອີກ. ຕົວຢ່າງຂອງການອອກແບບດັ່ງກ່າວປະກອບມີການໂຫຼດຄວາມກົດດັນສູງໃນລໍາເຮືອແລະເຄື່ອງດູດຊ໊ອກໃນລົດຍົນ4,5. ເຫດຜົນວ່າເປັນຫຍັງໂຄງສ້າງ lattice concave ແມ່ນມີຄວາມນິຍົມຫຼາຍ, ເປັນເອກະລັກແລະເຫມາະສົມສໍາລັບການກໍ່ສ້າງກະດານ sandwich ແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການປັບແຕ່ງຄຸນສົມບັດ elastomechanical ຂອງມັນຢ່າງເປັນອິດສະຫຼະ (ຕົວຢ່າງຄວາມແຂງຂອງ elastic ແລະການປຽບທຽບ Poisson). ຄຸນສົມບັດທີ່ໜ້າສົນໃຈອັນໜຶ່ງຄືພຶດຕິກຳ auxetic (ຫຼື ອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ໃນທາງລົບ), ເຊິ່ງໝາຍເຖິງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງເມື່ອຖືກຢຽດຕາມລວງຍາວ. ພຶດຕິກໍາທີ່ຜິດປົກກະຕິນີ້ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການອອກແບບຈຸນລະພາກຂອງຈຸລັງອົງປະກອບອົງປະກອບ 7,8,9.
ນັບຕັ້ງແຕ່ການຄົ້ນຄວ້າເບື້ອງຕົ້ນຂອງ Lakes ໃນການຜະລິດໂຟມ auxetic, ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ສໍາຄັນໄດ້ຖືກດໍາເນີນໃນການພັດທະນາໂຄງສ້າງ porous ດ້ວຍອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ໃນທາງລົບ 10,11. ເລຂາຄະນິດຈໍານວນຫນຶ່ງໄດ້ຖືກສະເຫນີເພື່ອບັນລຸເປົ້າຫມາຍນີ້, ເຊັ່ນ: chiral, semi-rigid, ແລະ rigid rotating unit cells, 12 ທັງຫມົດສະແດງໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກໍາ auxetic. ການມາຮອດຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ (AM, ຊຶ່ງເອີ້ນກັນວ່າການພິມ 3D) ຍັງໄດ້ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປະຕິບັດໂຄງສ້າງ 2D ຫຼື 3D ເຫຼົ່ານີ້13.
ພຶດຕິກໍາ auxetic ໃຫ້ຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ເປັນເອກະລັກ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, Lakes ແລະ Elms14 ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຟມ auxetic ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດສູງກວ່າ, ຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມພະລັງງານຜົນກະທົບທີ່ສູງກວ່າ, ແລະຄວາມແຂງຕ່ໍາກວ່າໂຟມທໍາມະດາ. ກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດກົນຈັກແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງໂຟມ auxetic, ພວກມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ານທານທີ່ສູງຂຶ້ນພາຍໃຕ້ການໂຫຼດແບບເຄື່ອນໄຫວແລະການຍືດຕົວທີ່ສູງຂຶ້ນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນອັນບໍລິສຸດ15. ນອກຈາກນັ້ນ, ການນໍາໃຊ້ເສັ້ນໃຍ auxetic ເປັນວັດສະດຸເສີມໃນອົງປະກອບຈະປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງເຂົາເຈົ້າ 16 ແລະຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຈາກເສັ້ນໄຍ stretch17.
ການຄົ້ນຄວ້າຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການນໍາໃຊ້ໂຄງສ້າງ auxetic concave ເປັນຫຼັກຂອງໂຄງສ້າງປະສົມໂຄ້ງສາມາດປັບປຸງການປະຕິບັດການອອກຈາກຍົນ, ລວມທັງຄວາມແຂງຂອງ flexural ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ18. ການນໍາໃຊ້ຮູບແບບຊັ້ນ, ມັນຍັງໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າແກນ auxetic ສາມາດເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງກະດູກຫັກຂອງກະດານປະສົມ19. ອົງປະກອບທີ່ມີເສັ້ນໃຍ auxetic ຍັງປ້ອງກັນການແຜ່ກະຈາຍຮອຍແຕກເມື່ອທຽບກັບເສັ້ນໄຍທໍາມະດາ 20.
Zhang et al.21 ສ້າງແບບຈໍາລອງພຶດຕິກໍາການຂັດກັນແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງການກັບຄືນໂຄງສ້າງຂອງເຊນ. ພວກເຂົາເຈົ້າພົບວ່າແຮງດັນແລະການດູດຊຶມພະລັງງານສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງໂດຍການເພີ່ມມຸມຂອງຈຸລັງຫນ່ວຍ auxetic, ສົ່ງຜົນໃຫ້ grating ມີອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ລົບຫຼາຍ. ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງໄດ້ແນະນໍາວ່າກະດານ sandwich auxetic ດັ່ງກ່າວສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນໂຄງສ້າງປ້ອງກັນຕໍ່ກັບການໂຫຼດຜົນກະທົບທີ່ມີອັດຕາຄວາມກົດດັນສູງ. Imbalzano et al.22 ຍັງໄດ້ລາຍງານວ່າແຜ່ນປະສົມ auxetic ສາມາດ dissipate ພະລັງງານຫຼາຍ (ເຊັ່ນ: ສອງເທົ່າ) ໂດຍຜ່ານການ deformation ພາດສະຕິກແລະສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວເທິງໃນດ້ານປີ້ນກັບກັນໄດ້ 70% ເມື່ອທຽບກັບແຜ່ນ ply ດຽວ.
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຄວາມສົນໃຈຫຼາຍໄດ້ຖືກຈ່າຍໃຫ້ກັບການສຶກສາຕົວເລກແລະການທົດລອງຂອງໂຄງສ້າງ sandwich ທີ່ມີ filler auxetic. ການສຶກສາເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວິທີການປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງໂຄງສ້າງ sandwich ເຫຼົ່ານີ້. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ການພິຈາລະນາຊັ້ນ auxetic ທີ່ຫນາພຽງພໍເປັນແກນຂອງກະດານ sandwich ສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ໂມດູລຂອງ Young ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງກວ່າ layer23 ທີ່ແຂງທີ່ສຸດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພຶດຕິກໍາການງໍຂອງ beams laminated 24 ຫຼື auxetic core tubes 25 ສາມາດປັບປຸງດ້ວຍລະບົບການເພີ່ມປະສິດທິພາບ. ມີການສຶກສາອື່ນໆກ່ຽວກັບການທົດສອບກົນຈັກຂອງໂຄງສ້າງ sandwich ຫຼັກທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດທີ່ສັບສົນຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ການທົດສອບການບີບອັດຂອງທາດປະສົມຊີມັງດ້ວຍແຜ່ນສັງລວມ auxetic, ກະດານ sandwich ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດລະເບີດ27, ການທົດສອບການງໍ28 ແລະການທົດສອບຜົນກະທົບທີ່ມີຄວາມໄວຕ່ໍາ 29, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການວິເຄາະການງໍທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຂອງແຜ່ນ sandwich ທີ່ມີການລວບລວມ auxetic ທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ເປັນປະໂຫຍດ 30.
ເນື່ອງຈາກວ່າການຈໍາລອງຄອມພິວເຕີແລະການປະເມີນຜົນການທົດລອງຂອງການອອກແບບດັ່ງກ່າວມັກຈະໃຊ້ເວລາຫຼາຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ພັດທະນາວິທີການທາງທິດສະດີທີ່ສາມາດສະຫນອງຂໍ້ມູນທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອອອກແບບໂຄງສ້າງຫຼັກ multilayer auxetic ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ເວລາທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄຫມມີຂໍ້ຈໍາກັດຈໍານວນຫນຶ່ງ. ໂດຍສະເພາະ, ທິດສະດີເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ຖືກຕ້ອງພຽງພໍທີ່ຈະຄາດຄະເນພຶດຕິກໍາຂອງວັດສະດຸປະສົມທີ່ຂ້ອນຂ້າງຫນາແລະການວິເຄາະອົງປະກອບທີ່ປະກອບດ້ວຍວັດສະດຸຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ມີລັກສະນະ elastic ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງ.
ເນື່ອງຈາກຕົວແບບການວິເຄາະເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບການໂຫຼດທີ່ນໍາໃຊ້ແລະເງື່ອນໄຂຂອງເຂດແດນ, ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາຈະເນັ້ນໃສ່ພຶດຕິກໍາການຍືດຫຍຸ່ນຂອງກະດານ sandwich core auxetic. ທິດສະດີຊັ້ນດຽວທີ່ທຽບເທົ່າທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການວິເຄາະດັ່ງກ່າວບໍ່ສາມາດຄາດເດົາໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງກ່ຽວກັບຄວາມກົດດັນຂອງ shear ແລະ axial ໃນ laminates inhomogeneous ສູງໃນ sandwich composites ຄວາມຫນາປານກາງ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ໃນບາງທິດສະດີ (ຕົວຢ່າງ, ໃນທິດສະດີຊັ້ນ), ຈໍານວນຂອງຕົວແປ kinematic (ຕົວຢ່າງ, ການໂຍກຍ້າຍ, ຄວາມໄວ, ແລະອື່ນໆ) ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂຶ້ນກັບຈໍານວນຂອງຊັ້ນ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າພາກສະຫນາມຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຕ່ລະຊັ້ນສາມາດຖືກອະທິບາຍເປັນເອກະລາດ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມພໍໃຈກັບຂໍ້ຈໍາກັດດ້ານການຕໍ່ເນື່ອງທາງດ້ານຮ່າງກາຍບາງຢ່າງ. ດັ່ງນັ້ນ, ນີ້ນໍາໄປສູ່ການຄໍານຶງເຖິງຕົວແປຈໍານວນຫລາຍໃນແບບຈໍາລອງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ວິທີການນີ້ມີລາຄາແພງໃນຄອມພິວເຕີ້. ເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ຈໍາກັດເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາສະເຫນີວິທີການໂດຍອີງໃສ່ທິດສະດີ zigzag, ຊັ້ນຍ່ອຍສະເພາະຂອງທິດສະດີ multilevel. ທິດສະດີສະຫນອງຄວາມຕໍ່ເນື່ອງຂອງຄວາມກົດດັນ shear ຕະຫຼອດຄວາມຫນາຂອງ laminate ໄດ້, ສົມມຸດວ່າຮູບແບບ zigzag ຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍໃນຍົນ. ດັ່ງນັ້ນ, ທິດສະດີ zigzag ໃຫ້ຕົວເລກດຽວກັນຂອງຕົວແປ kinematic ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງຈໍານວນຂອງຊັ້ນໃນ laminate ໄດ້.
ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງພະລັງຂອງວິທີການຂອງພວກເຮົາໃນການຄາດຄະເນພຶດຕິກໍາຂອງ sandwich panels ທີ່ມີແກນ concave ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດໂຄ້ງ, ພວກເຮົາໄດ້ປຽບທຽບຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາກັບທິດສະດີຄລາສສິກ (ເຊັ່ນ: ວິທີການຂອງພວກເຮົາກັບແບບຈໍາລອງການຄິດໄລ່ (ie ອົງປະກອບ finite) ແລະຂໍ້ມູນການທົດລອງ (ເຊັ່ນ: ການງໍສາມຈຸດ. ແຜ່ນແຊນວິດພິມ 3 ມິຕິ).ເພື່ອຈຸດຈົບນີ້, ພວກເຮົາທໍາອິດໄດ້ມາເຖິງຄວາມສຳພັນການຍ້າຍຖິ່ນຖານໂດຍອີງໃສ່ທິດສະດີ zigzag, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຮັບສົມຜົນປະກອບໂດຍໃຊ້ຫຼັກການ Hamilton ແລະແກ້ໄຂພວກມັນໂດຍໃຊ້ວິທີ Galerkin. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນເຄື່ອງມືທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການອອກແບບທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ພາລາມິເຕີ geometric ຂອງ sandwich panels ກັບ auxetic fillers, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຄົ້ນຫາສໍາລັບໂຄງສ້າງທີ່ມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກປັບປຸງ.
ພິຈາລະນາກະດານ sandwich ສາມຊັ້ນ (ຮູບ 1). ຕົວກໍານົດການອອກແບບເລຂາຄະນິດ: ຊັ້ນເທິງ \({h}_{t}\), ຊັ້ນກາງ \({h}_{c}\) ແລະຊັ້ນລຸ່ມ \({h}_{ b }\) ຄວາມຫນາ. ພວກເຮົາສົມມຸດຕິຖານວ່າໂຄງສ້າງຫຼັກປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທີ່ມີຂຸມ. ໂຄງປະກອບການປະກອບດ້ວຍຈຸລັງປະຖົມຈັດລຽງຢູ່ຂ້າງກັນແລະກັນໃນລັກສະນະຄໍາສັ່ງ. ໂດຍການປ່ຽນແປງພາລາມິເຕີ geometric ຂອງໂຄງສ້າງ concave, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະປ່ຽນຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງມັນ (ເຊັ່ນ, ຄຸນຄ່າຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ແລະຄວາມແຂງຂອງ elastic). ຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດຂອງຕາລາງປະຖົມແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. 1 ລວມທັງມຸມ (θ), ຄວາມຍາວ (h), ຄວາມສູງ (L) ແລະຄວາມຫນາຂອງຖັນ (t).
ທິດສະດີ zigzag ສະຫນອງການຄາດເດົາທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍຂອງພຶດຕິກໍາຄວາມກົດດັນແລະຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງໂຄງສ້າງປະສົມຊັ້ນທີ່ມີຄວາມຫນາປານກາງ. ການຍ້າຍໂຄງສ້າງໃນທິດສະດີ zigzag ປະກອບດ້ວຍສອງສ່ວນ. ພາກສ່ວນທໍາອິດສະແດງໃຫ້ເຫັນພຶດຕິກໍາຂອງກະດານ sandwich ໂດຍລວມ, ໃນຂະນະທີ່ພາກສ່ວນທີສອງເບິ່ງພຶດຕິກໍາລະຫວ່າງຊັ້ນເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງ shear ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ຫຼືເອີ້ນວ່າການທໍາງານ zigzag). ນອກຈາກນັ້ນ, ອົງປະກອບ zigzag ຫາຍໄປໃນດ້ານນອກຂອງ laminate, ແລະບໍ່ແມ່ນພາຍໃນຊັ້ນນີ້. ດັ່ງນັ້ນ, ຟັງຊັນ zigzag ຮັບປະກັນວ່າແຕ່ລະຊັ້ນປະກອບສ່ວນກັບການປ່ຽນຮູບຂອງພາກກາງທັງຫມົດ. ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ ສຳ ຄັນນີ້ສະຫນອງການແຈກຢາຍຕົວຈິງຂອງຟັງຊັນ zigzag ທຽບກັບຟັງຊັນ zigzag ອື່ນໆ. ຮູບແບບ zigzag ທີ່ຖືກດັດແປງໃນປັດຈຸບັນບໍ່ໄດ້ສະຫນອງຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງການຕັດທາງຂວາງຕາມຊັ້ນກາງ. ດັ່ງນັ້ນ, ພາກສະຫນາມການເຄື່ອນຍ້າຍໂດຍອີງໃສ່ທິດສະດີ zigzag ສາມາດຂຽນໄດ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້31.
ໃນສົມຜົນ. (1), k = b, c ແລະ t ເປັນຕົວແທນຂອງຊັ້ນລຸ່ມ, ກາງແລະເທິງ, ຕາມລໍາດັບ. ພາກສະຫນາມການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງຍົນສະເລ່ຍຕາມແກນ Cartesian (x, y, z) ແມ່ນ (u, v, w), ແລະການຫມຸນໂຄ້ງໃນຍົນກ່ຽວກັບແກນ (x, y) ແມ່ນ \({\uptheta} _ {x}\) ແລະ \ ({\uptheta}_{y}\). \({\psi}_{x}\) ແລະ \({\psi}_{y}\) ແມ່ນ spatial quantity ຂອງ zigzag rotation, ແລະ \({\phi}_{x}^{k}\ left ( z \right)\) ແລະ \({\phi}_{y}^{k}\left(z\right)\) ແມ່ນຟັງຊັນ zigzag.
ຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ຂອງ zigzag ແມ່ນຫນ້າທີ່ vector ຂອງການຕອບສະຫນອງຕົວຈິງຂອງແຜ່ນກັບການໂຫຼດທີ່ນໍາໃຊ້. ພວກເຂົາເຈົ້າສະຫນອງການປັບຂະຫນາດທີ່ເຫມາະສົມຂອງຫນ້າທີ່ zigzag, ດັ່ງນັ້ນການຄວບຄຸມການປະກອບສ່ວນໂດຍລວມຂອງ zigzag ກັບການຍົກຍ້າຍໃນຍົນໄດ້. Shear strain ໃນທົ່ວຄວາມຫນາຂອງແຜ່ນປະກອບດ້ວຍສອງອົງປະກອບ. ພາກສ່ວນທໍາອິດແມ່ນມຸມ shear, ເປັນເອກະພາບໃນທົ່ວຄວາມຫນາຂອງ laminate, ແລະພາກສ່ວນທີສອງແມ່ນຫນ້າທີ່ຄົງທີ່ piecewise, ເປັນເອກະພາບໃນທົ່ວຄວາມຫນາຂອງແຕ່ລະຊັ້ນບຸກຄົນ. ອີງຕາມການຟັງຊັນຄົງທີ່ເຫຼົ່ານີ້, ຟັງຊັນ zigzag ຂອງແຕ່ລະຊັ້ນສາມາດຂຽນເປັນ:
ໃນສົມຜົນ. (2), \({c}_{11}^{k}\) ແລະ \({c}_{22}^{k}\) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຄວາມຢືດຢຸ່ນຂອງແຕ່ລະຊັ້ນ, ແລະ h ແມ່ນຄວາມໜາທັງໝົດຂອງ ແຜ່ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, \({G}_{x}\) ແລະ \({G}_{y}\) ແມ່ນຄ່າສໍາປະສິດຄວາມແຂງຂອງ shear ໂດຍສະເລ່ຍ, ສະແດງເປັນ 31:
ສອງຟັງຊັນ zigzag ຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ (ສົມຜົນ (3)) ແລະຕົວແປ kinematic ຫ້າອັນທີ່ຍັງເຫຼືອ (ສົມຜົນ (2)) ຂອງທິດສະດີການປ່ຽນຮູບຂອງຊັ້ນຕັດຕາມລໍາດັບທໍາອິດປະກອບເປັນຊຸດຂອງເຈັດ kinematics ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຕົວແປ zigzag ທີ່ຖືກດັດແປງນີ້. ສົມມຸດການເພິ່ງພາອາໄສເສັ້ນຊື່ຂອງການຜິດປົກກະຕິແລະການພິຈາລະນາທິດສະດີ zigzag, ພາກສະຫນາມການຜິດປົກກະຕິໃນລະບົບປະສານງານ Cartesian ສາມາດໄດ້ຮັບເຊັ່ນ:
ບ່ອນທີ່ \({\varepsilon}_{yy}\) ແລະ \({\varepsilon}_{xx}\) ແມ່ນການຜິດປົກກະຕິປົກກະຕິ, ແລະ \({\gamma}_{yz},{\gamma}_{xz} \ ) ແລະ \({\gamma}_{xy}\) ແມ່ນການຜິດປົກກະຕິຂອງ shear.
ການນໍາໃຊ້ກົດຫມາຍຂອງ Hooke ແລະຄໍານຶງເຖິງທິດສະດີ zigzag, ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຄວາມກົດດັນແລະຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງແຜ່ນ orthotropic ທີ່ມີໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ concave ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກສົມຜົນ (1). (5)32 ບ່ອນທີ່ \({c}_{ij}\) ແມ່ນຄົງທີ່ elastic ຂອງ matrix ຄວາມກົດດັນ.
ບ່ອນທີ່ \({G}_{ij}^{k}\), \({E}_{ij}^{k}\) ແລະ \({v}_{ij}^{k}\) ຖືກຕັດອອກ. ຜົນບັງຄັບໃຊ້ແມ່ນໂມດູລໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ໂມດູລຂອງຫນຸ່ມແລະອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson. ຄ່າສໍາປະສິດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເທົ່າທຽມກັນໃນທຸກທິດທາງສໍາລັບຊັ້ນ isotopic. ນອກຈາກນັ້ນ, ສໍາລັບແກນກັບຄືນຂອງເສັ້ນດ່າງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1, ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຖືກຂຽນຄືນໃຫມ່ເປັນ 33.
ການນໍາໃຊ້ຫຼັກການຂອງ Hamilton ກັບສົມຜົນການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຜ່ນ multilayer ທີ່ມີແກນ lattice concave ໃຫ້ສົມຜົນພື້ນຖານສໍາລັບການອອກແບບ. ຫຼັກການຂອງ Hamilton ສາມາດຂຽນເປັນ:
ໃນບັນດາພວກເຂົາ, δເປັນຕົວແທນຂອງຕົວປະຕິບັດການປ່ຽນແປງ, U ເປັນຕົວແທນຂອງພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຂອງຄວາມກົດດັນ, ແລະ W ເປັນຕົວແທນຂອງການເຮັດວຽກທີ່ເຮັດໂດຍຜົນບັງຄັບໃຊ້ພາຍນອກ. ພະລັງງານຄວາມດັນທີ່ມີທ່າແຮງທັງໝົດແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ. (9), ບ່ອນທີ່ A ແມ່ນພາກພື້ນຂອງຍົນປານກາງ.
ສົມມຸດວ່າຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເປັນເອກະພາບຂອງການໂຫຼດ (p) ໃນທິດທາງ z, ການເຮັດວຽກຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ພາຍນອກສາມາດໄດ້ຮັບຈາກສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ການທົດແທນສົມຜົນ (4) ແລະ (5) (9) ແລະທົດແທນສົມຜົນ. (9) ແລະ (10) (8) ແລະປະສົມປະສານຫຼາຍກວ່າຄວາມຫນາຂອງແຜ່ນ, ສົມຜົນ: (8) ສາມາດຂຽນຄືນໃຫມ່ເປັນ:
ດັດຊະນີ \(\phi\) ເປັນຕົວແທນຂອງຟັງຊັນ zigzag, \({N}_{ij}\) ແລະ \({Q}_{iz}\) ແມ່ນກໍາລັງຢູ່ໃນ ແລະອອກຈາກຍົນ, \({M} _{ij }\) ສະແດງເຖິງຊ່ວງເວລາບິດ, ແລະສູດການຄຳນວນມີດັ່ງນີ້:
ການນໍາໃຊ້ການເຊື່ອມໂຍງໂດຍພາກສ່ວນກັບສົມຜົນ. ການທົດແທນເຂົ້າໄປໃນສູດ (12) ແລະການຄິດໄລ່ຄ່າສໍາປະສິດຂອງການປ່ຽນແປງ, ການກໍານົດສົມຜົນຂອງກະດານ sandwich ສາມາດໄດ້ຮັບໃນຮູບແບບຂອງສູດ (12). (13).
ສົມຜົນການຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງສໍາລັບແຜ່ນສາມຊັ້ນທີ່ສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງເສລີແມ່ນໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂໂດຍວິທີການ Galerkin. ພາຍໃຕ້ການສົມມຸດຕິຖານຂອງເງື່ອນໄຂ quasi-static, ການທໍາງານທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກຖືກພິຈາລະນາເປັນສົມຜົນ: (14).
\({u}_{m,n}\), \({v}_{m,n}\), \({w}_{m,n}\),\({{\uptheta}_ {\mathrm {x}}}_{\mathrm {m} \text{,n}}\),\({{\uptheta }_{\mathrm {y}}}_{\mathrm {m} \text {,n}}\), \({{\upsi}_{\mathrm{x}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) ແລະ \({{\upsi}_{ \mathrm{y}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດ. \(\overline{\overline{u}} \left({x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{v}} \left({x{\text {,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{w}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline {{{\uptheta}_{x}}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{overline{{{\uptheta}_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{\psi_{x}}}} \left( {x{\text{, y}}} \right)\) ແລະ \(\overline{\overline{{ \psi_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\) ແມ່ນຫນ້າທີ່ທົດສອບ, ທີ່ຕ້ອງຕອບສະຫນອງເງື່ອນໄຂຊາຍແດນທີ່ຈໍາເປັນຂັ້ນຕ່ໍາ. ສໍາລັບເງື່ອນໄຂຊາຍແດນທີ່ສະຫນັບສະຫນູນພຽງແຕ່, ຫນ້າທີ່ທົດສອບສາມາດຖືກຄິດໄລ່ຄືນໃຫມ່ຄື:
ການທົດແທນສົມຜົນໃຫ້ສົມຜົນກ່ຽວກັບພຶດຊະຄະນິດ. (14) ກັບສົມຜົນການປົກຄອງ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ການໄດ້ຮັບຄ່າສໍາປະສິດທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກໃນສົມຜົນ (14). (14).
ພວກເຮົາໃຊ້ການສ້າງແບບຈໍາລອງອົງປະກອບທີ່ມີຂອບເຂດຈໍາກັດ (FEM) ເພື່ອຄອມພິວເຕີຈໍາລອງການງໍຂອງກະດານ sandwich ທີ່ສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງເສລີທີ່ມີໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ concave ເປັນຫຼັກ. ການວິເຄາະໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນລະຫັດອົງປະກອບຈໍາກັດການຄ້າ (ຕົວຢ່າງ, Abaqus ຮຸ່ນ 6.12.1). ອົງປະກອບແຂງ hexahedral 3D (C3D8R) ທີ່ມີການປະສົມປະສານແບບງ່າຍດາຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງຊັ້ນເທິງແລະລຸ່ມ, ແລະອົງປະກອບ tetrahedral ເສັ້ນຊື່ (C3D4) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍກາງ (concave). ພວກເຮົາໄດ້ເຮັດການວິເຄາະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຕາໜ່າງເພື່ອທົດສອບການລວມກັນຂອງຕາໜ່າງ ແລະໄດ້ສະຫຼຸບວ່າຜົນການເຄື່ອນຍ້າຍມາເຂົ້າກັນໃນຂະໜາດຄຸນສົມບັດທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດໃນສາມຊັ້ນ. ແຜ່ນ sandwich ຖືກໂຫລດໂດຍໃຊ້ຟັງຊັນການໂຫຼດ sinusoidal, ໂດຍຄໍານຶງເຖິງເງື່ອນໄຂຊາຍແດນທີ່ສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງເສລີຢູ່ສີ່ແຄມ. ພຶດຕິກໍາກົນຈັກ elastic linear ແມ່ນຖືວ່າເປັນຮູບແບບວັດສະດຸທີ່ຖືກມອບຫມາຍໃຫ້ຊັ້ນທັງຫມົດ. ບໍ່ມີການຕິດຕໍ່ສະເພາະລະຫວ່າງຊັ້ນ, ພວກມັນເຊື່ອມຕໍ່ກັນ.
ພວກເຮົາໄດ້ນໍາໃຊ້ເຕັກນິກການພິມ 3D ເພື່ອສ້າງຕົວແບບຂອງພວກເຮົາ (ເຊັ່ນ: triple printed auxetic core sandwich panel) ແລະການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງທີ່ສອດຄ້ອງກັນເພື່ອນໍາໃຊ້ເງື່ອນໄຂການບິດທີ່ຄ້າຍຄືກັນ (uniform load p ຕາມທິດທາງ z) ແລະເງື່ອນໄຂເຂດແດນ (ie ສະຫນັບສະຫນູນພຽງແຕ່). ສົມມຸດໃນວິທີການວິເຄາະຂອງພວກເຮົາ (ຮູບ 1).
ແຜ່ນ sandwich ພິມຢູ່ໃນເຄື່ອງພິມ 3D ປະກອບດ້ວຍສອງຜິວຫນັງ (ເທິງແລະຕ່ໍາ) ແລະແກນ lattice concave, ຂະຫນາດຂອງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1, ແລະໄດ້ຖືກຜະລິດຢູ່ໃນເຄື່ອງພິມ Ultimaker 3 3D (ອິຕາລີ) ໂດຍໃຊ້ວິທີການ deposition (. FDM). ເຕັກໂນໂລຢີແມ່ນໃຊ້ໃນຂະບວນການຂອງມັນ. ພວກເຮົາ 3D ພິມແຜ່ນພື້ນຖານແລະໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍ auxetic ຕົ້ນຕໍຮ່ວມກັນ, ແລະພິມຊັ້ນເທິງແຍກຕ່າງຫາກ. ນີ້ຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການສັບສົນໃດໆໃນລະຫວ່າງຂະບວນການກໍາຈັດການສະຫນັບສະຫນູນຖ້າການອອກແບບທັງຫມົດຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິມອອກໃນເວລາດຽວກັນ. ຫຼັງຈາກການພິມ 3D, ສອງສ່ວນແຍກຕ່າງຫາກແມ່ນກາວເຂົ້າກັນໂດຍໃຊ້ superglue. ພວກເຮົາພິມອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ໂດຍໃຊ້ອາຊິດ polylactic (PLA) ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ infill ສູງສຸດ (ເຊັ່ນ: 100%) ເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມບົກພ່ອງຂອງການພິມທ້ອງຖິ່ນ.
ລະບົບ clamping ແບບກໍາຫນົດເອງ mimics ເງື່ອນໄຂຊາຍແດນສະຫນັບສະຫນູນງ່າຍດາຍດຽວກັນທີ່ໄດ້ຮັບຮອງເອົາໃນຮູບແບບການວິເຄາະຂອງພວກເຮົາ. ນີ້ ໝາຍ ຄວາມວ່າລະບົບການຍຶດເກາະປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ກະດານເຄື່ອນຍ້າຍຕາມແຄມຂອງມັນໃນທິດທາງ x ແລະ y, ຊ່ວຍໃຫ້ຂອບເຫຼົ່ານີ້ຫມຸນຮອບແກນ x ແລະ y ໄດ້ຢ່າງເສລີ. ນີ້ແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍການພິຈາລະນາ fillets ທີ່ມີ radius r = h / 2 ຢູ່ສີ່ແຄມຂອງລະບົບການຈັບ (ຮູບ 2). ລະບົບ clamping ນີ້ຍັງຮັບປະກັນວ່າການໂຫຼດທີ່ນໍາໃຊ້ໄດ້ຖືກໂອນຢ່າງເຕັມສ່ວນຈາກເຄື່ອງທົດສອບໄປຫາກະດານແລະສອດຄ່ອງກັບເສັ້ນສູນກາງຂອງກະດານ (ຮູບ 2). ພວກເຮົາໃຊ້ເທັກໂນໂລຍີການພິມ 3D ແບບ multi-jet (ObjetJ735 Connex3, Stratasys® Ltd., USA) ແລະຢາງພາລາທີ່ແຂງແກ່ນ (ເຊັ່ນ: ຊຸດ Vero) ເພື່ອພິມລະບົບຈັບ.
ແຜນວາດແຜນວາດຂອງລະບົບຈັບມືແບບພິມແບບ 3 ມິຕິແບບກຳນົດເອງ ແລະ ການປະກອບຂອງມັນດ້ວຍກະດານແຊນວິດພິມ 3 ມິຕິທີ່ມີແກນຊ່ວຍ.
ພວກເຮົາປະຕິບັດການທົດສອບການບີບອັດແບບ quasi-static ຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວໂດຍນໍາໃຊ້ bench ການທົດສອບກົນຈັກ (Lloyd LR, load cell = 100 N) ແລະເກັບກໍາກໍາລັງເຄື່ອງຈັກແລະການເຄື່ອນຍ້າຍໃນອັດຕາຕົວຢ່າງຂອງ 20 Hz.
ພາກນີ້ນໍາສະເຫນີການສຶກສາຕົວເລກຂອງໂຄງສ້າງ sandwich ທີ່ສະເຫນີ. ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າຊັ້ນເທິງແລະຊັ້ນລຸ່ມແມ່ນເຮັດດ້ວຍຢາງຄາບອນ epoxy, ແລະໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງຂອງຫຼັກ concave ແມ່ນເຮັດດ້ວຍໂພລີເມີ. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໃນການສຶກສານີ້ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 2. ນອກຈາກນັ້ນ, ອັດຕາສ່ວນທີ່ບໍ່ມີມິຕິຂອງຜົນການເຄື່ອນຍ້າຍ ແລະພື້ນທີ່ຄວາມກົດດັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 3.
ການເຄື່ອນທີ່ທີ່ບໍ່ມີມິຕິຕາມແນວຕັ້ງສູງສຸດຂອງແຜ່ນທີ່ຮອງຮັບຢ່າງອິດສະຫລະໄດ້ຖືກປຽບທຽບກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ຕາຕະລາງ 4). ມີການຕົກລົງທີ່ດີລະຫວ່າງທິດສະດີທີ່ສະເຫນີ, ວິທີການອົງປະກອບ finite ແລະການກວດສອບການທົດລອງ.
ພວກເຮົາໄດ້ປຽບທຽບການເຄື່ອນທີ່ຕາມແນວຕັ້ງຂອງທິດສະດີ zigzag ທີ່ຖືກດັດແປງ (RZT) ກັບທິດສະດີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ 3D (Pagano), ທິດສະດີການປ່ຽນຮູບຂອງຊັ້ນຕັດຕາມລໍາດັບທໍາອິດ (FSDT), ແລະຜົນໄດ້ຮັບ FEM (ເບິ່ງຮູບ 3). ທິດສະດີ shear ຄໍາສັ່ງທໍາອິດ, ອີງໃສ່ແຜນວາດການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງແຜ່ນ multilayer ຫນາ, ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍທີ່ສຸດຈາກການແກ້ໄຂ elastic. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ທິດສະດີ zigzag ທີ່ຖືກດັດແປງຄາດຄະເນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາຍັງໄດ້ປຽບທຽບຄວາມກົດດັນດ້ານນອກຂອງຍົນແລະຄວາມກົດດັນປົກກະຕິໃນຍົນຂອງທິດສະດີຕ່າງໆ, ໃນນັ້ນທິດສະດີ zigzag ໄດ້ຮັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຖືກຕ້ອງຫຼາຍກ່ວາ FSDT (ຮູບ 4).
ການປຽບທຽບສາຍພັນຕາມແນວຕັ້ງປົກກະຕິທີ່ຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ທິດສະດີທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢູ່ທີ່ y = b/2.
ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ shear (a) ແລະຄວາມກົດດັນປົກກະຕິ (b) ໃນທົ່ວຄວາມຫນາຂອງກະດານ sandwich, ການຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ທິດສະດີຕ່າງໆ.
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາວິເຄາະອິດທິພົນຂອງພາລາມິເຕີເລຂາຄະນິດຂອງຫ້ອງຫນ່ວຍທີ່ມີແກນ concave ກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດກົນຈັກໂດຍລວມຂອງກະດານ sandwich. ມຸມເຊລຂອງຫນ່ວຍແມ່ນພາລາມິເຕີເລຂາຄະນິດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນການອອກແບບໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງ reentrant34,35,36. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ອິດທິພົນຂອງມຸມຫ້ອງຫນ່ວຍ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຫນານອກແກນ, ກ່ຽວກັບການ deflection ທັງຫມົດຂອງແຜ່ນ (ຮູບ 5). ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນກາງເພີ່ມຂຶ້ນ, ການ deflection ບໍ່ມີມິຕິສູງສຸດຫຼຸດລົງ. ຄວາມແຂງຂອງການງໍທີ່ສົມທຽບເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບຊັ້ນຫຼັກທີ່ຫນາກວ່າ ແລະເມື່ອ \(\frac{{h}_{c}}{h}=1\) (ເຊັ່ນ, ເມື່ອມີຊັ້ນໂຄ້ງຫນຶ່ງ). ແຜງແຊນວິດທີ່ມີເຊລໜ່ວຍ auxetic (ie \(\theta =70^\circ\)) ມີການເຄື່ອນທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດ (ຮູບ 5). ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແກນ auxetic ແມ່ນສູງກວ່າຂອງແກນ auxetic ທໍາມະດາ, ແຕ່ມີປະສິດທິພາບຫນ້ອຍແລະມີອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ໃນທາງບວກ.
ການເໜັງຕີງສູງສຸດຕາມປົກກະຕິຂອງເສັ້ນໂຄ້ງເສັ້ນໂຄ້ງທີ່ມີມຸມຫ້ອງໜ່ວຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະຄວາມໜານອກຍົນ.
ຄວາມຫນາຂອງແກນຂອງແກນ auxetic ແລະອັດຕາສ່ວນ (ເຊັ່ນ: \(\theta = 70^\circ\)) ຜົນກະທົບຕໍ່ການໂຍກຍ້າຍສູງສຸດຂອງແຜ່ນ sandwich (ຮູບ 6). ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າການເຫນັງຕີງສູງສຸດຂອງແຜ່ນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍການເພີ່ມ h / l. ນອກຈາກນັ້ນ, ການເພີ່ມຄວາມຫນາຂອງແກນ auxetic ຫຼຸດລົງ porosity ຂອງໂຄງສ້າງ concave, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງ.
ການເຫນັງຕີງສູງສຸດຂອງແຜງແຊນວິດທີ່ເກີດຈາກໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງທີ່ມີແກນ auxetic ຂອງຄວາມຫນາແລະຄວາມຍາວຕ່າງໆ.
ການສຶກສາຂົງເຂດຄວາມກົດດັນເປັນພື້ນທີ່ທີ່ຫນ້າສົນໃຈທີ່ສາມາດຄົ້ນຫາໄດ້ໂດຍການປ່ຽນຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດຂອງຫ້ອງຫນ່ວຍເພື່ອສຶກສາຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວ (ຕົວຢ່າງ, delamination) ຂອງໂຄງສ້າງ multilayer. ອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ມີຜົນກະທົບຫຼາຍຕໍ່ພາກສະຫນາມຂອງຄວາມກົດດັນ shear ອອກຈາກຍົນຫຼາຍກ່ວາຄວາມກົດດັນປົກກະຕິ (ເບິ່ງຮູບ 7). ນອກຈາກນັ້ນ, ຜົນກະທົບນີ້ແມ່ນ inhomogeneous ໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດ orthotropic ຂອງອຸປະກອນການ gratings ເຫຼົ່ານີ້. ຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ຄວາມຫນາ, ຄວາມສູງ, ແລະຄວາມຍາວຂອງໂຄງສ້າງ concave, ມີຜົນກະທົບພຽງເລັກນ້ອຍໃນພາກສະຫນາມຄວາມກົດດັນ, ດັ່ງນັ້ນເຂົາເຈົ້າບໍ່ໄດ້ວິເຄາະໃນການສຶກສານີ້.
ການປ່ຽນແປງອົງປະກອບຂອງຄວາມກົດດັນ shear ໃນຊັ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງກະດານ sandwich ກັບ filler lattice ທີ່ມີມຸມ concavity ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ທີ່ນີ້, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຜ່ນເຫຼັກຂອງແຜ່ນ multilayer ສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງເປັນອິດສະຫຼະທີ່ມີແກນ lattice concave ແມ່ນໄດ້ຖືກສືບສວນໂດຍໃຊ້ທິດສະດີ zigzag. ສູດທີ່ສະເໜີມາແມ່ນປຽບທຽບກັບທິດສະດີຄລາສສິກອື່ນໆ, ລວມທັງທິດສະດີຄວາມຍືດຍຸ່ນສາມມິຕິ, ທິດສະດີການບິດເບືອນຂອງ shear ຄໍາສັ່ງທໍາອິດ, ແລະ FEM. ພວກເຮົາຍັງກວດສອບວິທີການຂອງພວກເຮົາໂດຍການປຽບທຽບຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາກັບຜົນການທົດລອງກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງ sandwich ພິມ 3D. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າທິດສະດີ zigzag ສາມາດຄາດຄະເນການຜິດປົກກະຕິຂອງໂຄງສ້າງ sandwich ຂອງຄວາມຫນາປານກາງພາຍໃຕ້ການໂຫຼດໂຄ້ງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ອິດທິພົນຂອງຕົວກໍານົດການເລຂາຄະນິດຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງ concave ກ່ຽວກັບພຶດຕິກໍາການງໍຂອງກະດານ sandwich ໄດ້ຖືກວິເຄາະ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະດັບຂອງ auxetic ເພີ່ມຂຶ້ນ (ie, θ <90), ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງງໍເພີ່ມຂຶ້ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນແລະການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຫນາຂອງແກນຈະຫຼຸດລົງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຜ່ນເຫຼັກຂອງກະດານ sandwich. ສຸດທ້າຍ, ຜົນກະທົບຂອງອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ກ່ຽວກັບຄວາມກົດດັນ shear ອອກຈາກຍົນໄດ້ຖືກສຶກສາ, ແລະມັນໄດ້ຖືກຢືນຢັນວ່າອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson ມີອິດທິພົນທີ່ສຸດຕໍ່ຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍຄວາມຫນາຂອງແຜ່ນ laminated. ສູດແລະບົດສະຫຼຸບທີ່ສະເຫນີສາມາດເປີດທາງໄປສູ່ການອອກແບບແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງ multilayer ດ້ວຍການຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ເສັ້ນດ່າງ concave ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດທີ່ສັບສົນຫຼາຍທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການອອກແບບໂຄງສ້າງທີ່ຮັບຜິດຊອບໃນການບິນແລະເຕັກໂນໂລຢີຊີວະພາບ.
ຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ໃຊ້ ແລະ/ຫຼື ວິເຄາະໃນການສຶກສາປະຈຸບັນແມ່ນມີໃຫ້ຈາກຜູ້ຂຽນຕາມການຮ້ອງຂໍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ.
Aktai L., Johnson AF ແລະ Kreplin B. Kh. ການຈໍາລອງຕົວເລກຂອງຄຸນລັກສະນະການທໍາລາຍຂອງແກນ Honeycomb. ວິສະວະກອນ. ເສດສ່ວນ. ຂົນ. 75(9), 2616–2630 (2008).
Gibson LJ ແລະ Ashby MF Porous Solids: ໂຄງສ້າງແລະຄຸນສົມບັດ (Cambridge University Press, 1999).
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-12-2023