Design and Characterization of Asymmetric Cell Structure of Auxetic Material for Predictable Directional Mechanical Response
| Primer Autor |
Pincheira, Gonzalo
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| Co-autores |
Valle, Rodrigo
Tuninetti, Victor
Fernandez, Eduardo
Uribe-Lam, Esmeralda
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| Título |
Design and Characterization of Asymmetric Cell Structure of Auxetic Material for Predictable Directional Mechanical Response
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| Editorial |
MDPI
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| Revista |
MATERIALS
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| Lenguaje |
en
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| Resumen |
A three-dimensional auxetic structure based on a known planar configuration including a design parameter producing asymmetry is proposed in this study. The auxetic cell is designed by topology analysis using classical Timoshenko beam theory in order to obtain the required orthotropic elastic properties. Samples of the structure are fabricated using the ABSplus fused filament technique and subsequently tested under quasi-static compression to statistically determine the Poisson's ratio and Young's modulus. The experimental results show good agreement with the topological analysis and reveal that the proposed structure can adequately provide different elastic properties in its three orthogonal directions. In addition, three point bending tests were carried out to determine the mechanical behavior of this cellular structure. The results show that this auxetic cell influences the macrostructure to exhibit different stiffness behavior in three working directions.
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| Tipo de Recurso |
artículo original
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| Description |
The author(s) disclosed receipt of the following financial support for the research, authorship, and/or publication of this article: This work was funded by the National Agency for Research and Development (ANID) Beca de Doctorado Nacional 21191100 and Fondecyt project 11170002. The authors also acknowledge partial funding by the Direccion de Investigacion (Univesidad de La Frontera).
El autor(es) informó haber recibido el siguiente apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo: Este trabajo fue financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) Beca de Doctorado Nacional 21191100 y proyecto Fondecyt 11170002 Los autores también reconocen la financiación parcial de la Dirección de Investigación (Univesidad de La Frontera).
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| doi |
10.3390/ma15051841
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| Formato Recurso |
PDF
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| Palabras Claves |
additive manufacturing
auxetic structures
cellular structures
mechanical characterization
NEGATIVE POISSONS RATIO
LATTICE STRUCTURES
FRACTURE-TOUGHNESS
ELASTIC PROPERTIES
ENERGY-ABSORPTION
FOAM STRUCTURES
REENTRANT
OPTIMIZATION
BEHAVIOR
HOMOGENIZATION
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| Ubicación del archivo | |
| Categoría OCDE |
Química Física
Ciencia de Materiales
Multidisciplinaria
Metalurgia e Ingeniería Metalúrgica
Física Aplicada
Física
Materia Condensada
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| Materias |
fabricación aditiva
estructuras auxéticas
estructuras celulares
caracterización mecánica
RELACIÓN DE POISSONS NEGATIVA
ESTRUCTURAS DE CELOSÍA
RESISTENCIA A LA FRACTURA
PROPIEDADES ELÁSTICAS
ABSORPCIÓN DE ENERGÍA
ESTRUCTURAS DE ESPUMA
REENTRANTE
OPTIMIZACIÓN
COMPORTAMIENTO
HOMOGENIZACIÓN
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| Título de la cita (Recomendado-único) |
Design and Characterization of Asymmetric Cell Structure of Auxetic Material for Predictable Directional Mechanical Response
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| Identificador del recurso (Mandatado-único) |
artículo original
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| Versión del recurso (Recomendado-único) |
version publicada
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| License |
CC BY 4.0
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| Condición de la licencia (Recomendado-repetible) |
CC BY 4.0
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| Derechos de acceso |
acceso abierto
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| Access Rights |
acceso abierto
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| Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible) |
ANID 21191100
ANID-FONDECYT 11170002
ANID FONDECYT 11170002
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| Id de Web of Science |
WOS:000771721000001
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cienciaabierta.ufro.cl
ciencia.abierta@ufrontera.cl