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Les structures en panneaux sandwich sont largement utilisées dans de nombreuses industries en raison de leurs propriétés mécaniques élevées. L’intercalaire de ces structures est un facteur très important pour contrôler et améliorer leurs propriétés mécaniques dans diverses conditions de chargement. Les structures en treillis concaves sont des candidats exceptionnels pour être utilisées comme couches intermédiaires dans de telles structures sandwich pour plusieurs raisons, notamment pour ajuster leur élasticité (par exemple, le coefficient de Poisson et les valeurs de rigidité élastique) et leur ductilité (par exemple, haute élasticité) pour plus de simplicité. Les propriétés du rapport résistance/poids sont obtenues en ajustant uniquement les éléments géométriques qui composent la cellule unitaire. Ici, nous étudions la réponse en flexion d'un panneau sandwich à âme concave à 3 couches en utilisant des tests analytiques (c'est-à-dire la théorie du zigzag), informatiques (c'est-à-dire les éléments finis) et expérimentaux. Nous avons également analysé l'effet de divers paramètres géométriques de la structure en treillis concave (par exemple, angle, épaisseur, rapport longueur/hauteur des cellules unitaires) sur le comportement mécanique global de la structure sandwich. Nous avons constaté que les structures centrales ayant un comportement auxétique (c'est-à-dire un coefficient de Poisson négatif) présentent une résistance à la flexion plus élevée et une contrainte de cisaillement hors plan minimale par rapport aux caillebotis conventionnels. Nos découvertes pourraient ouvrir la voie au développement de structures multicouches avancées avec des treillis centraux architecturaux pour les applications aérospatiales et biomédicales.
En raison de leur haute résistance et de leur faible poids, les structures sandwich sont largement utilisées dans de nombreuses industries, notamment la conception d'équipements mécaniques et sportifs, l'ingénierie maritime, aérospatiale et biomédicale. Les structures en treillis concaves sont un candidat potentiel considéré comme couche centrale dans de telles structures composites en raison de leur capacité d’absorption d’énergie supérieure et de leurs propriétés élevées de rapport résistance/poids1,2,3. Dans le passé, de gros efforts ont été déployés pour concevoir des structures sandwich légères avec des treillis concaves afin d’améliorer encore les propriétés mécaniques. Des exemples de telles conceptions incluent les charges à haute pression dans les coques de navires et les amortisseurs dans les automobiles4,5. La raison pour laquelle la structure en treillis concave est très populaire, unique et adaptée à la construction de panneaux sandwich est sa capacité à ajuster indépendamment ses propriétés élastomécaniques (par exemple rigidité élastique et comparaison de Poisson). Une de ces propriétés intéressantes est le comportement auxétique (ou coefficient de Poisson négatif), qui fait référence à l'expansion latérale d'une structure en treillis lorsqu'elle est étirée longitudinalement. Ce comportement inhabituel est lié à la conception microstructurale de ses cellules élémentaires constitutives7,8,9.
Depuis les premières recherches de Lakes sur la production de mousses auxétiques, des efforts importants ont été déployés pour développer des structures poreuses avec un coefficient de Poisson négatif10,11. Plusieurs géométries ont été proposées pour atteindre cet objectif, telles que les cellules unitaires rotatives chirales, semi-rigides et rigides,12 qui présentent toutes un comportement auxétique. L’avènement des technologies de fabrication additive (FA, également appelée impression 3D) a également facilité la mise en œuvre de ces structures auxétiques 2D ou 3D13.
Le comportement auxétique offre des propriétés mécaniques uniques. Par exemple, Lakes et Elms14 ont montré que les mousses auxétiques ont une limite d'élasticité plus élevée, une capacité d'absorption d'énergie d'impact plus élevée et une rigidité plus faible que les mousses conventionnelles. En ce qui concerne les propriétés mécaniques dynamiques des mousses auxétiques, elles présentent une résistance plus élevée sous des charges de rupture dynamique et un allongement plus élevé sous tension pure15. De plus, l’utilisation de fibres auxétiques comme matériaux de renforcement dans les composites améliorera leurs propriétés mécaniques16 et leur résistance aux dommages causés par l’étirement des fibres17.
La recherche a également montré que l’utilisation de structures auxétiques concaves comme noyau de structures composites courbes peut améliorer leurs performances hors plan, notamment la rigidité et la résistance à la flexion18. À l’aide d’un modèle en couches, il a également été observé qu’une âme auxétique peut augmenter la résistance à la rupture des panneaux composites19. Les composites contenant des fibres auxétiques empêchent également la propagation des fissures par rapport aux fibres conventionnelles20.
Zhang et al.21 ont modélisé le comportement de collision dynamique des structures cellulaires renvoyées. Ils ont découvert que la tension et l'absorption d'énergie pouvaient être améliorées en augmentant l'angle de la cellule unitaire auxétique, ce qui aboutissait à un réseau avec un coefficient de Poisson plus négatif. Ils ont également suggéré que de tels panneaux sandwich auxétiques pourraient être utilisés comme structures de protection contre les charges d'impact à vitesse de déformation élevée. Imbalzano et al.22 ont également signalé que les feuilles composites auxétiques peuvent dissiper plus d'énergie (c'est-à-dire deux fois plus) par déformation plastique et peuvent réduire la vitesse maximale sur l'envers de 70 % par rapport aux feuilles simples.
Ces dernières années, une grande attention a été accordée aux études numériques et expérimentales des structures sandwich avec charge auxétique. Ces études mettent en évidence des pistes pour améliorer les propriétés mécaniques de ces structures sandwich. Par exemple, considérer une couche auxétique suffisamment épaisse comme âme d'un panneau sandwich peut conduire à un module d'Young effectif plus élevé que la couche la plus rigide23. De plus, le comportement en flexion des poutres laminées 24 ou des tubes centraux auxétiques 25 peut être amélioré grâce à l'algorithme d'optimisation. Il existe d'autres études sur les essais mécaniques des structures sandwich à noyau expansible sous des charges plus complexes. Par exemple, des essais de compression de béton composites avec des granulats auxétiques, des panneaux sandwich sous charges explosives27, des essais de flexion28 et des essais d'impact à faible vitesse29, ainsi que l'analyse de la flexion non linéaire de panneaux sandwich avec des granulats auxétiques fonctionnellement différenciés30.
Étant donné que les simulations informatiques et les évaluations expérimentales de telles conceptions prennent souvent du temps et sont coûteuses, il est nécessaire de développer des méthodes théoriques capables de fournir de manière efficace et précise les informations nécessaires à la conception de structures centrales auxétiques multicouches dans des conditions de chargement arbitraires. délai raisonnable. Cependant, les méthodes analytiques modernes présentent un certain nombre de limites. En particulier, ces théories ne sont pas suffisamment précises pour prédire le comportement de matériaux composites relativement épais et pour analyser des composites composés de plusieurs matériaux aux propriétés élastiques très différentes.
Étant donné que ces modèles analytiques dépendent des charges appliquées et des conditions aux limites, nous nous concentrerons ici sur le comportement en flexion des panneaux sandwich à âme auxétique. La théorie équivalente d'une seule couche utilisée pour de telles analyses ne peut pas prédire correctement les contraintes de cisaillement et axiales dans des stratifiés très inhomogènes dans des composites sandwich d'épaisseur modérée. De plus, dans certaines théories (par exemple, dans la théorie des couches), le nombre de variables cinématiques (par exemple, déplacement, vitesse, etc.) dépend fortement du nombre de couches. Cela signifie que le champ de mouvement de chaque couche peut être décrit indépendamment, tout en satisfaisant certaines contraintes physiques de continuité. Cela conduit donc à prendre en compte un grand nombre de variables dans le modèle, ce qui rend cette approche coûteuse en calcul. Pour surmonter ces limitations, nous proposons une approche basée sur la théorie du zigzag, une sous-classe spécifique de la théorie multiniveau. La théorie assure la continuité de la contrainte de cisaillement dans toute l'épaisseur du stratifié, en supposant un motif en zigzag de déplacements dans le plan. Ainsi, la théorie du zigzag donne le même nombre de variables cinématiques quel que soit le nombre de couches du stratifié.
Pour démontrer la puissance de notre méthode pour prédire le comportement des panneaux sandwich à âme concave sous des charges de flexion, nous avons comparé nos résultats avec les théories classiques (c'est-à-dire notre approche avec des modèles informatiques (c'est-à-dire les éléments finis) et des données expérimentales (c'est-à-dire la flexion en trois points des panneaux). Panneaux sandwich imprimés en 3D).À cette fin, nous avons d'abord dérivé la relation de déplacement basée sur la théorie du zigzag, puis obtenu les équations constitutives en utilisant le principe de Hamilton et les avons résolues en utilisant la méthode Galerkin.Les résultats obtenus constituent un outil puissant pour la conception correspondante paramètres géométriques des panneaux sandwich avec charges auxétiques, facilitant la recherche de structures aux propriétés mécaniques améliorées.
Considérons un panneau sandwich à trois couches (Fig. 1). Paramètres de conception géométrique : couche supérieure \({h}_{t}\), couche intermédiaire \({h}_{c}\) et couche inférieure \({h}_{ b }\) épaisseur. Nous émettons l’hypothèse que le noyau structurel est constitué d’une structure en treillis piqué. La structure est constituée de cellules élémentaires disposées les unes à côté des autres de manière ordonnée. En modifiant les paramètres géométriques d'une structure concave, il est possible de modifier ses propriétés mécaniques (c'est-à-dire les valeurs du coefficient de Poisson et de la rigidité élastique). Les paramètres géométriques de la cellule élémentaire sont représentés sur les Fig. 1 comprenant l'angle (θ), la longueur (h), la hauteur (L) et l'épaisseur de la colonne (t).
La théorie du zigzag fournit des prédictions très précises du comportement en contrainte et en déformation de structures composites en couches d'épaisseur modérée. Le déplacement structurel dans la théorie du zigzag se compose de deux parties. La première partie montre le comportement du panneau sandwich dans son ensemble, tandis que la deuxième partie s'intéresse au comportement entre les couches pour assurer la continuité des contraintes de cisaillement (ou fonction dite de zigzag). De plus, l'élément en zigzag disparaît sur la surface extérieure du stratifié, et non à l'intérieur de cette couche. Ainsi, la fonction zigzag garantit que chaque couche contribue à la déformation transversale totale. Cette différence importante permet d'obtenir une répartition physique plus réaliste de la fonction zigzag par rapport aux autres fonctions zigzag. Le modèle en zigzag modifié actuel ne fournit pas de continuité de contrainte de cisaillement transversal le long de la couche intermédiaire. Par conséquent, le champ de déplacement basé sur la théorie du zigzag peut s’écrire comme suit31.
dans l'équation. (1), k=b, c et t représentent respectivement les couches inférieure, intermédiaire et supérieure. Le champ de déplacement du plan moyen le long de l'axe cartésien (x, y, z) est (u, v, w), et la rotation de flexion dans le plan autour de l'axe (x, y) est \({\uptheta} _ {x}\) et \ ({\uptheta}_{y}\). \({\psi}_{x}\) et \({\psi}_{y}\) sont des quantités spatiales de rotation en zigzag, et \({\phi}_{x}^{k}\ gauche ( z \right)\) et \({\phi}_{y}^{k}\left(z\right)\) sont des fonctions zigzag.
L'amplitude du zigzag est une fonction vectorielle de la réponse réelle de la plaque à la charge appliquée. Ils fournissent une mise à l'échelle appropriée de la fonction zigzag, contrôlant ainsi la contribution globale du zigzag au déplacement dans le plan. La déformation de cisaillement sur l’épaisseur de la plaque se compose de deux composantes. La première partie est l'angle de cisaillement, uniforme sur toute l'épaisseur du stratifié, et la deuxième partie est une fonction constante par morceaux, uniforme sur toute l'épaisseur de chaque couche individuelle. D’après ces fonctions constantes par morceaux, la fonction zigzag de chaque couche peut s’écrire :
dans l'équation. (2), \({c}_{11}^{k}\) et \({c}_{22}^{k}\) sont les constantes d'élasticité de chaque couche, et h est l'épaisseur totale de le disque. De plus, \({G}_{x}\) et \({G}_{y}\) sont les coefficients moyens pondérés de rigidité en cisaillement, exprimés par 31 :
Les deux fonctions d'amplitude en zigzag (équation (3)) et les cinq variables cinématiques restantes (équation (2)) de la théorie de la déformation par cisaillement du premier ordre constituent un ensemble de sept cinématiques associées à cette variable modifiée de la théorie des plaques en zigzag. En supposant une dépendance linéaire de la déformation et en tenant compte de la théorie du zigzag, le champ de déformation dans le système de coordonnées cartésiennes peut être obtenu comme :
où \({\varepsilon}_{yy}\) et \({\varepsilon}_{xx}\) sont des déformations normales, et \({\gamma}_{yz},{\gamma}_{xz} \ ) et \({\gamma}_{xy}\) sont des déformations de cisaillement.
En utilisant la loi de Hooke et en tenant compte de la théorie du zigzag, la relation entre la contrainte et la déformation d'une plaque orthotrope avec une structure en treillis concave peut être obtenue à partir de l'équation (1). (5)32 où \({c}_{ij}\) est la constante élastique de la matrice contrainte-déformation.
où \({G}_{ij}^{k}\), \({E}_{ij}^{k}\) et \({v}_{ij}^{k}\) sont coupés la force est le module dans différentes directions, le module d'Young et le coefficient de Poisson. Ces coefficients sont égaux dans toutes les directions pour la couche isotopique. De plus, pour les noyaux de retour du réseau, comme le montre la figure 1, ces propriétés peuvent être réécrites sous la forme 33.
L'application du principe de Hamilton aux équations de mouvement d'une plaque multicouche avec un noyau de réseau concave fournit les équations de base pour la conception. Le principe de Hamilton peut s'écrire comme suit :
Parmi eux, δ représente l'opérateur variationnel, U représente l'énergie potentielle de déformation et W représente le travail effectué par la force externe. L'énergie de déformation potentielle totale est obtenue à l'aide de l'équation. (9), où A est la région du plan médian.
En supposant une application uniforme de la charge (p) dans la direction z, le travail de la force externe peut être obtenu à partir de la formule suivante :
Remplacer l'équation Équations (4) et (5) (9) et remplacer l'équation. (9) et (10) (8) et en intégrant sur l'épaisseur de la plaque, l'équation : (8) peut être réécrite comme suit :
L'indice \(\phi\) représente la fonction zigzag, \({N}_{ij}\) et \({Q}_{iz}\) sont des forces entrant et sortant du plan, \({M} _{ij }\) représente un moment fléchissant, et la formule de calcul est la suivante :
Application de l'intégration par parties à l'équation. En substituant la formule (12) et en calculant le coefficient de variation, l'équation de définition du panneau sandwich peut être obtenue sous la forme de la formule (12). (13).
Les équations de contrôle différentiel pour les plaques à trois couches supportées librement sont résolues par la méthode Galerkin. Sous l'hypothèse de conditions quasi-statiques, la fonction inconnue est considérée comme une équation : (14).
\({u}_{m,n}\), \({v}_{m,n}\), \({w}_{m,n}\),\({{\uptheta}_ {\mathrm {x}}}_{\mathrm {m} \text{,n}}\),\({{\uptheta }_{\mathrm {y}}}_{\mathrm {m} \text {,n}}\), \({{\uppsi}_{\mathrm{x}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) et \({{\uppsi}_{ \mathrm{y}}}_{\mathrm{m}\text{,n}}\) sont des constantes inconnues qui peuvent être obtenues en minimisant l'erreur. \(\overline{\overline{u}} \left({x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{v}} \left({x{\text {,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{w}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline {{{\uptheta}_{x}}}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{{\uptheta}_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\), \(\overline{\overline{{\psi_{x}}}} \left( {x{\text{, y}}} \right)\) et \(\overline{\overline{{ \psi_{y} }}} \left( {x{\text{,y}}} \right)\) sont des fonctions de test, qui doit satisfaire aux conditions aux limites minimales nécessaires. Pour les conditions aux limites juste prises en charge, la fonction de test peut être recalculée comme :
La substitution d'équations donne des équations algébriques. (14) aux équations directrices, ce qui peut conduire à l'obtention de coefficients inconnus dans l'équation (14). (14).
Nous utilisons la modélisation par éléments finis (FEM) pour simuler par ordinateur la flexion d'un panneau sandwich supporté librement avec une structure en treillis concave comme noyau. L'analyse a été réalisée dans un code d'éléments finis commercial (par exemple, Abaqus version 6.12.1). Des éléments solides hexaédriques 3D (C3D8R) avec intégration simplifiée ont été utilisés pour modéliser les couches supérieure et inférieure, et des éléments tétraédriques linéaires (C3D4) ont été utilisés pour modéliser la structure de réseau intermédiaire (concave). Nous avons effectué une analyse de sensibilité du maillage pour tester la convergence du maillage et avons conclu que les résultats de déplacement convergeaient vers la plus petite taille d'entité parmi les trois couches. La plaque sandwich est chargée à l'aide de la fonction de charge sinusoïdale, en tenant compte des conditions aux limites librement supportées aux quatre bords. Le comportement mécanique élastique linéaire est considéré comme un modèle de matériau attribué à toutes les couches. Il n'y a pas de contact spécifique entre les couches, elles sont interconnectées.
Nous avons utilisé des techniques d'impression 3D pour créer notre prototype (c'est-à-dire un panneau sandwich à noyau auxétique à triple impression) et la configuration expérimentale personnalisée correspondante pour appliquer des conditions de flexion similaires (charge uniforme p le long de la direction z) et des conditions aux limites (c'est-à-dire juste prises en charge). supposé dans notre approche analytique (Fig. 1).
Le panneau sandwich imprimé sur une imprimante 3D est constitué de deux peaux (supérieure et inférieure) et d'une âme en treillis concave dont les dimensions sont indiquées dans le tableau 1, et a été fabriqué sur une imprimante 3D Ultimaker 3 (Italie) selon la méthode de dépôt ( FDM). la technologie est utilisée dans son processus. Nous avons imprimé en 3D ensemble la plaque de base et la structure principale du réseau auxétique, et imprimé la couche supérieure séparément. Cela permet d'éviter toute complication lors du processus de retrait du support si l'intégralité du motif doit être imprimée en une seule fois. Après l'impression 3D, deux pièces distinctes sont collées ensemble à l'aide de superglue. Nous avons imprimé ces composants en utilisant de l'acide polylactique (PLA) à la densité de remplissage la plus élevée (c'est-à-dire 100 %) pour éviter tout défaut d'impression localisé.
Le système de serrage personnalisé imite les mêmes conditions aux limites de support simples adoptées dans notre modèle analytique. Cela signifie que le système de préhension empêche la planche de se déplacer le long de ses bords dans les directions x et y, permettant à ces bords de tourner librement autour des axes x et y. Ceci est réalisé en considérant des congés de rayon r = h/2 aux quatre bords du système de préhension (Fig. 2). Ce système de serrage garantit également que la charge appliquée est entièrement transférée de la machine d'essai au panneau et alignée avec la ligne centrale du panneau (fig. 2). Nous avons utilisé la technologie d'impression 3D multi-jets (ObjetJ735 Connex3, Stratasys® Ltd., USA) et des résines commerciales rigides (telles que la série Vero) pour imprimer le système de préhension.
Schéma schématique d'un système de préhension personnalisé imprimé en 3D et de son assemblage avec un panneau sandwich imprimé en 3D avec un noyau auxétique.
Nous effectuons des essais de compression quasi-statique contrôlés par le mouvement à l'aide d'un banc d'essai mécanique (Lloyd LR, cellule de charge = 100 N) et collectons les forces et déplacements de la machine à une fréquence d'échantillonnage de 20 Hz.
Cette section présente une étude numérique de la structure sandwich proposée. Nous supposons que les couches supérieure et inférieure sont en résine époxy de carbone et que la structure en treillis du noyau concave est en polymère. Les propriétés mécaniques des matériaux utilisés dans cette étude sont présentées dans le tableau 2. De plus, les rapports sans dimension des résultats de déplacement et des champs de contraintes sont présentés dans le tableau 3.
Le déplacement vertical maximal sans dimension d'une plaque supportée librement chargée uniformément a été comparé aux résultats obtenus par différentes méthodes (Tableau 4). Il existe un bon accord entre la théorie proposée, la méthode des éléments finis et les vérifications expérimentales.
Nous avons comparé le déplacement vertical de la théorie du zigzag modifié (RZT) avec la théorie de l'élasticité 3D (Pagano), la théorie de la déformation par cisaillement de premier ordre (FSDT) et les résultats FEM (voir Fig. 3). La théorie du cisaillement du premier ordre, basée sur les diagrammes de déplacement de plaques multicouches épaisses, diffère le plus de la solution élastique. Cependant, la théorie modifiée du zigzag prédit des résultats très précis. En outre, nous avons également comparé la contrainte de cisaillement hors plan et la contrainte normale dans le plan de diverses théories, parmi lesquelles la théorie du zigzag a obtenu des résultats plus précis que le FSDT (Fig. 4).
Comparaison de la déformation verticale normalisée calculée à l'aide de différentes théories à y = b/2.
Modification de la contrainte de cisaillement (a) et de la contrainte normale (b) sur l'épaisseur d'un panneau sandwich, calculée à l'aide de diverses théories.
Ensuite, nous avons analysé l’influence des paramètres géométriques de la cellule unitaire à âme concave sur les propriétés mécaniques globales du panneau sandwich. L'angle de la cellule unitaire est le paramètre géométrique le plus important dans la conception de structures en treillis réentrant34,35,36. Par conséquent, nous avons calculé l’influence de l’angle de la cellule unitaire, ainsi que de l’épaisseur à l’extérieur du noyau, sur la déflexion totale de la plaque (Fig. 5). À mesure que l'épaisseur de la couche intermédiaire augmente, la déflexion sans dimension maximale diminue. La résistance relative à la flexion augmente pour les couches centrales plus épaisses et lorsque \(\frac{{h}_{c}}{h}=1\) (c'est-à-dire lorsqu'il y a une couche concave). Les panneaux sandwich avec une cellule unitaire auxétique (c'est-à-dire \(\theta =70^\circ\)) ont les plus petits déplacements (Fig. 5). Cela montre que la résistance à la flexion du noyau auxétique est supérieure à celle du noyau auxétique conventionnel, mais qu'elle est moins efficace et présente un coefficient de Poisson positif.
Déflexion maximale normalisée d'une tige de treillis concave avec différents angles de cellules unitaires et épaisseur hors plan.
L'épaisseur du noyau du réseau auxétique et le rapport d'aspect (c'est-à-dire \(\theta=70^\circ\)) affectent le déplacement maximal de la plaque sandwich (Figure 6). On peut voir que la déflexion maximale de la plaque augmente avec l’augmentation de h/l. De plus, l'augmentation de l'épaisseur du noyau auxétique réduit la porosité de la structure concave, augmentant ainsi la résistance à la flexion de la structure.
La déflexion maximale des panneaux sandwich provoquée par des structures en treillis avec un noyau auxétique de différentes épaisseurs et longueurs.
L'étude des champs de contraintes est un domaine intéressant qui peut être exploré en modifiant les paramètres géométriques de la cellule unitaire pour étudier les modes de rupture (par exemple, délaminage) des structures multicouches. Le coefficient de Poisson a un effet plus important sur le champ des contraintes de cisaillement hors plan que sur les contraintes normales (voir Fig. 7). De plus, cet effet est inhomogène dans les différentes directions du fait des propriétés orthotropes du matériau de ces réseaux. D’autres paramètres géométriques, tels que l’épaisseur, la hauteur et la longueur des structures concaves, avaient peu d’effet sur le champ de contraintes et n’ont donc pas été analysés dans cette étude.
Modification des composants de contrainte de cisaillement dans différentes couches d'un panneau sandwich avec un remplissage en treillis avec différents angles de concavité.
Ici, la résistance à la flexion d'une plaque multicouche librement supportée avec un noyau de treillis concave est étudiée à l'aide de la théorie du zigzag. La formulation proposée est comparée à d'autres théories classiques, notamment la théorie de l'élasticité tridimensionnelle, la théorie de la déformation par cisaillement du premier ordre et la FEM. Nous validons également notre méthode en comparant nos résultats avec des résultats expérimentaux sur des structures sandwich imprimées en 3D. Nos résultats montrent que la théorie du zigzag est capable de prédire la déformation de structures sandwich d'épaisseur modérée sous des charges de flexion. De plus, l’influence des paramètres géométriques de la structure en treillis concave sur le comportement en flexion des panneaux sandwich a été analysée. Les résultats montrent que lorsque le niveau d'auxétique augmente (c'est-à-dire θ <90), la résistance à la flexion augmente. De plus, l'augmentation du rapport d'aspect et la diminution de l'épaisseur de l'âme réduiront la résistance à la flexion du panneau sandwich. Enfin, l'effet du coefficient de Poisson sur la contrainte de cisaillement hors plan est étudié, et il est confirmé que le coefficient de Poisson a la plus grande influence sur la contrainte de cisaillement générée par l'épaisseur de la plaque stratifiée. Les formules et conclusions proposées peuvent ouvrir la voie à la conception et à l'optimisation de structures multicouches avec des charges de réseau concaves dans des conditions de chargement plus complexes nécessaires à la conception de structures porteuses dans les technologies aérospatiales et biomédicales.
Les ensembles de données utilisés et/ou analysés dans la présente étude sont disponibles auprès des auteurs respectifs sur demande raisonnable.
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Gibson LJ et Ashby MF Porous Solids : Structure et propriétés (Cambridge University Press, 1999).
Heure de publication : 12 août 2023