Obdobje: 1.5.2017 – 30.4.2020

Sodelujoče organizacije

• Fakulteta za strojništvo UM
• Fakulteta za strojništvo UL

Opis projekta

Avksetične celične strukture so posebna vrsta celičnih metamaterialov, ki imajo izjemne mehanske lastnosti, ki jih ni mogoče doseči z nobenim drugim običajnim materialom. Njihov nedavni razvoj je povezan z napredkom slojevitih dodajnih tehnologij, ki omogočajo izdelavo novih avksetičnih struktur s kompleksno geometrijo. Geometrija avksetičnih metamaterialov (morfologija in topologija) in njihovo mehansko obnašanje še ni dovolj dobro opisano in mnoge vplivne parametre je potrebno šele ustrezno opredeliti, še posebej v primeru dinamičnih obremenitvenih pogojev.

Namen predlaganega raziskovalnega projekta je razvoj novih, topološko optimiranih tridimenzionalnih avksetičnih struktur z enakomerno in gradirano poroznostjo s spremljajočim celovitim programom eksperimentalne in simulacijske karakterizacije njihovega mehanskega obnašanja pod različnimi pogoji obremenjevanja, vključno z obravnavo velikih deformacij, vplivov hitrosti deformiranja in utrujanja.

Obsežen eksperimentalni program testiranja z uporabo vzorcev, izdelanih z dodajnimi tehnologijami, bo podprt tudi z infrardečo termografijo, ki omogoča odlično vizualizacijo lokalnih procesov deformiranja, in naprednim modeliranjem po metodi končnih elementov ter računalniškimi simulacijami. To bo zagotovilo natančen vpogled v kompleksne procese deformiranja tridimenzionalnih avksetičnih struktur do njihove popolne zgostitve pri različnih pogojih obremenjevanja.

V kombinaciji s parametričnih računalniškimi simulacijami, homogenizacijo in postopki topološke optimizacije, bodo rezultati te raziskave zagotovili ustrezen okvir za ugotavljanje najustreznejših geometrijskih in materialnih parametrov avksetični struktur in posledično prispevali k razvoju najsodobnejšega znanja, potrebnega za učinkovito uporabo avksetičnih materialov v bodočih inženirskih aplikacijah.