Predicting in-plane uniaxial compressive moduli of hexagonal honeycombs using experimental analogues

Hücreli katı malzemeler, ısı yalıtımı, yüksek düzlem dışı bükülmezlik ve mukavemeti, eleme özelliği ve düzlem içi ve dışı enerji emme kapasitesi nedeniyle pek çok mühendislik alanında kullanılmaktadır. Eklemeli üretimdeki gelişmeler ile pek çok özgün iki boyutlu (2B) hücresel yapı tasarımı ortaya çıkmıştır. 2B hücreli katıların basma, çekme ve kesme altındaki davranışı özellikle ilgi çekmektedir. Yapılar kare, üçgen, altıgen gibi alışılmış yapılardan uzaklaştıkça etkin elastik özelliklerin analitik ve numerik yöntemlerle öngörülmesi çarpıcı biçimde karışık bir hal almaktadır. Bu nedenle, özellikle analitik çözümler daha basit şekillerle sınırlı kalmıştır. Buna ek olarak özgün şekilleri nitelendirmek ve/veya doğrulamak için yapılan deneysel testler, boyut etkileri ve deney-gerçek yapı arasındaki tutarsız kısıtlama koşulları nedeni ile sınırlı bir şekilde yapılabilmektedir. Bu çalışma tekrarlayan 2B hücreli yapıların denenmesi için zahiri ve gerçek durağan çözümlemeyi birleştiren bir yaklaşım sunmaktadır. Fiziksel test için temsili eşdeğer aday yapılar önerilmiş ve sonlu elemanlar çözümleme yöntemi ile sanal olarak tasarımlanmış ve tekrarlayan referans yapı sonuçlarına göre sınanmıştır. Bu deneysel analog yapılar daha sonra üretilmiş ve basma altında test edilmiştir. Seçilen analog yapıların basma modülleri numerik ve deneysel çözümlemeler arasında tutarlılık göstermiştir. Bu yaklaşım ile, gelecekte pek çok diğer hücreli yapıların özelliklerinin deneysel analoglar kullanılarak belirlenmesi için bir çerçeve ortaya konulmuştur.