Çift ok başlı auxetik petek yapılarının tasarımı ve basma yükü altındaki performanslarının değerlendirmesi
Öz
Çift ok başlı öksetik (ÇOÖ) yapının birim hücresi eğrisel kirişler, dairesel düğümler ve kiral yapılar ile modifiye edilerek üstün basma özelliklerine sahip öksetik geometriler tasarlanmıştır. Uzun ve kısa eğrisel kirişlerle Model-1 ve Model-2, bu geometrilerin kiral yapılarla hibritleştirilmesiyle Model-3 ve Model-4 tasarlanmıştır. Çalışmada klasik ÇOÖ yapı (Model-0) ise kontrol numunesi olarak kullanılmıştır. Tüm numunelere basma testi uygulanmış ve yapıların basma özellikleri Poisson oranı, spesifik enerji emilimi (SEE) ve ezilme performans parametreleri üzerinden değerlendirilmiştir. Öksetik yapıların deformasyon mekanizmaları ise basma testleri esnasında kaydedilen görüntüler kullanılarak incelenmiştir. Test sonuçları, öksetik yapıların birim hücrelerinde yapılan tasarım değişikliklerinin tüm numune gruplarında basma özelliklerini ve deformasyon karakteristiklerini belirgin şekilde iyileştirdiğini göstermiştir. Özellikle birim geometriye eklenen kiral yapılarla birlikte tasarımların rijitliği ve deformasyon stabilitesi artmış ve bu yapılarda plato bölgesinde daha yüksek yük taşıma kapasitesi elde edilmiştir. Model-0’a kıyasla en yüksek SEE değerleri sırasıyla %122,9 ve %96,78 artış ile Model-3 ve Model-4 numunelerinde elde edilmiştir. Kiral yapılar aynı zamanda birim hücrelerin yanal hareketini engellemiş bunun sonucunda öksetiklik azalmış ve bu numunelerde Poisson oranı daha yüksek ölçülmüştür. Tüm numune grupları arasında en düşük Poisson oranı Model-1 numunesinde -2,7 olarak, Model-0 kıyas numunesinden yaklaşık 2,5 kat daha küçük olarak elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- 1. Joseph A., Mahesh V., Harursampath D., On the application of additive manufacturing methods for auxetic structures: a review, Prog. Addit. Manuf., 7, 987-1005, 2021.
- 2. Evans K.E., Nkansah M.A., Hutchinson I.J., Rogers S.C., Molecular network design, Nature, 353 (6340), 124-126, 1991.
- 3. Jiang D., Thissen H., Hughes T.C., Yang K., Wilson R., Murphy A.B., Nguyen V., Advances in additive manufacturing of auxetic structures for biomedical applications, Mater. Today Commun., 40, 110045, 2024.
- 4. Jin Y., Xie C., Gao Q., Zhou X., Li G., Du J., He Y., Fabrication of multi-scale and tunable auxetic scaffolds for tissue engineering, Mater. Des., 197, 109277, 2021.
- 5. Junio R.F.P., da Silveira P.H.P.M., Neuba L.M., Monteiro S.N., Nascimento L.F.C., Development and applications of 3D printing-processed auxetic structures for high-velocity impact protection: a review, Engineering, 4 (1), 903-940, 2023.
- 6. Khan M.I., Umair M., Nawab Y., Use of auxetic material for impact/ballistic applications, Composite Solutions for Ballistics, 199-228, 2021.
- 7. Zhou Z., Application of auxetic materials in modern car industry and future trends, Bachelor’s Thesis, Lappeenranta–Lahti University of Technology LUT, Lappeenranta, Finland, 2023.
- 8. Ali M., Zeeshan M., Ahmed S., Qadir B., Nawab Y., Anjum A.S., Riaz R., Development and comfort characterization of 2D-woven auxetic fabric for wearable and medical textile applications, Clothing Text. Res. J., 36 (3), 199-214, 2018.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Malzeme Bilimi ve Teknolojileri, Malzeme Tasarım ve Davranışları, Hesaplamalı Malzeme Bilimleri
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
20 Temmuz 2026
Gönderilme Tarihi
6 Eylül 2025
Kabul Tarihi
14 Şubat 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 41 Sayı: 2