Negatif poisson oranına sahip özgün latis yapı tasarımı ve yapısal analizi

Pozitif Poisson oranı çoğu malzemenin ortak ve karakteristik özelliklerinden biridir. Negatif Poisson oranına sahip malzemeler ise daha sınırlı sayıda olup auxetic malzeme olarak isimlendirilir. Auxetic davranış gösteren malzemeler, Poisson oranlarının negatif olmaları sebebiyle normal malzemelerden farklı olarak basma işleminde daralır, çekme işleminde ise genişler. Negatif Poisson oranına sahip malzemelerin enerji emiciliği, kırılma dayanımı, termal şok dayanımı vb. özelliklerinin yüksek olması beklenir. Bu sebeple biyomedikal, savunma sanayi ve havacılık gibi birçok alanda kullanılması planlanmaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde, belirlenen negatif Poisson oranına sahip özgün latis yapıların kalınlık ve açı parametrelerine göre yapısal analizleri yapılmıştır. 3 farklı kalınlık ve 5 farklı açıya göre toplamda 15 farklı latis yapının Poisson oranları hesaplanmıştır. En düşük Poisson oranı -0,70 olarak bulunmuştur. Ardından, en düşük Poisson oranına sahip latis yapının kütlesi sabit tutularak iki farklı yöntem ile geometrik iyileştirmeler yapılmış ve yapılan iyileştirmeler nümerik olarak modellenmiştir. Uygulanan iyileştirmeler sonucunda tekrar sonlu elemanlar analizi yapılmış ve iki farklı geometrik iyileştirme yöntemi uygulanan latis yapıların Poisson oranları -0,78 ve -0,73 olarak hesaplanmıştır. Son olarak elde edilen üç farklı latis yapıların mekanik özelliklerinin karşılaştırılması amacıyla sonlu elemanlar yöntemi ile modal, static structural ve explicit dynamics analizleri yapılmıştır. Yeni nümerik model uygulandıktan sonra yapılan analiz sonuçlarına göre latis yapının üzerinde oluşan gerilmelerde ciddi miktarda azalma olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak; farklı desenlere sahip auxetic geometrilerin gerilimlerinin, kendilerine özel formüllerle geliştirilecek matematiksel modellemelerle azaltılabileceği kanısına varılmıştır.