Características de absorción de energía en el plano y propiedades mecánicas de estructuras celulares híbridas noveladas impresas en 3D

Este artículo desarrolló y fabricó cuatro novedosas estructuras híbridas de metamaterial combinando celdas unitarias en forma de panal, re-entrantes y en forma de estrella mediante técnicas de fabricación aditiva (AM) y las sometió a pruebas para evaluar las propiedades mecánicas mejoradas. Luego, se comparó la capacidad de absorción de energía en el plano y la respuesta a compresión uniaxial de las estructuras novedosas utilizando simulación por elementos finitos y técnicas experimentales. Además, se explicaron en detalle los modos de fallo y mecanismos de deformación de todas las estructuras. Una estructura re-entrante en forma de estrella de tipo uno (RS1) demostró una mayor resistencia a la compresión, esfuerzo en meseta y absorción de energía que las otras estructuras, principalmente debido al mecanismo de deformación único. Al comparar la absorción de energía y propiedades mecánicas entre las estructuras celulares parentales y las estructuras celulares híbridas (HCS), la RS1 tuvo el mejor rendimiento. También se obtuvo una curva de relación de Poisson para las HCS, y se analizaron los resultados relevantes. Además, los resultados de esta investigación deberían ayudar a determinar la mejor disposición de celdas unitarias para HCS a fin de mejorar sus propiedades mecánicas y absorción de energía.