Riassunto analitico
I metamateriali auxetici rappresentano una classe di materiali innovativi, con proprietà meccaniche diverse dai classici materiali, come la capacità di espandersi quando vengono compressi e contrarsi se sottoposti a trazione.
La presente tesi pone come obbietivo la progettazione, analisi agli elementi finiti , e analisi sperimentale di strutture in metamateriale auxetico.
La geometria delle strutture è stata progettata con elementi poliedrici composti da prismi a base triangolare a topologia chirale interconnessi tra di loro.
Ciascuna struttura è caratterizzata dalla presenza di parametri geometrici variabili come la lunghezza dei legamenti e l'angolo tra le facce dei prismi, parametri che permetteranno di comprendere la variazione del coefficiente di Poisson e il modulo di Young.
Un'analisi FEM (Finite Element Method) con il software Abaqus è stata condotta per simulare il comportamento meccanico della struttura in base alle condizioni di vincolo e al carico applicato.
Successivamente, sono stati stampati dei prototipi CAD che presentavano particolari comportamenti, tramite processi di produzione additiva con un materiale composito detto onyx, e sottoposti ad una prova di compressione.
Attraverso la valutazione del coefficiente di Poisson nel caso sperimentale e in ambiente CAE , è stato possibile determinare il comportamento elastico dei prototipi, mostrando le eventuali discrepanze nel meccanismo di deformazione.
Il seguente studio mostra come al variare dei parametrici geometrici, le strutture cambiano comportamento, ma, modificando la morfologia dei nodi della struttura, o i metodi di collegamento tra i prismi, si possono ottenere diversi comportamenti, aprendo la strada per nuovi miglioramenti e sviluppi futuri.
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