|
|
Biomimetic patterns in 3D printed auxetic metamaterials
Bečka, Filip ; Vozárik, Andrej (referee) ; Lepcio, Petr (advisor)
Diplomová práce se zabývá implementací biomimetických vzorů do 3D tištěných struktur s důrazem na studium auxetického chování a mechanických vlastností. Za tímto účelem bylo navrženo a technikou depozice taveniny připraveno šest typů struktur. Jako materiál byl zvolen polyethylentereftalát glykol (PET-G). Pro mechanické testování byla použita statická zkouška v tlaku doplněna o video záznam, který sloužil pro stanovení Poissonova poměru a pro sledování vlivu implementovaného vyztužení na deformační chování struktur. Navržené biomimetické vyztužení ještě více zvýšilo již tak dobrou účinnost auxetické struktury absorbovat energii. U nejvyššího stupně vyztužení byla navíc pozorována výrazně rovnoměrnější makroskopická deformace struktury. Vyztužení vedlo rovněž ke zvýšení napětí na mezi kluzu a specifického modulu pružnosti u auxetických struktur, zatímco u neauxetických struktur vedl přídavek vyztužení naopak ke snížení specifického modulu. Nakonec byl sledován vliv vyztužení na auxetické chování struktury. Zapojení vyztužujících prvků vedlo ke zvýšení Poissonova poměru, nikoliv však k překlopení do kladných hodnot. U struktur byl pozorován výrazný efekt hranic, kdy byly naměřeny různé hodnoty Poissonova poměru v různých částech připravených struktur.
|
|
|
Polymeric metamaterials with advanced mechanical properties
Štaffová, Martina ; Lehocký,, Marian (referee) ; Kotoul, Michal (referee) ; Jančář, Josef (advisor)
Práce se zabývá 3D tištěnými polymerními auxetickými strukturami s důrazem na jejich mechanické vlastnosti. Pro zlepšení mechanických vlastností, zejména poměru schopnosti absorpce energie k hmotnosti při tlakovém zatížení, byly použity různé návrhy auxetických re-entrantních struktur. Struktury byly vytištěny pomocí stereolitografické 3D tiskárny. Byl vyvinut a systematicky demonstrován nový nástroj pro komplexní charakterizaci 3D tištěných těles s využitím komerční fotopolymerizační pryskyřice s volnými radikály. Metoda se opírá o statický a oscilační mechanický test kombinující měření teploty průhybu při zatížení (HDT) s dynamickou mechanickou analýzou (DMA) v jediném testu pro rychlou a spolehlivou charakterizaci parametrů určujících chování fotopolymeru při vytvrzování. Byly zkoumány podmínky tisku a doba vytvrzení, aby byl objasněn jejich vliv na vnitřní napětí v 3D tištěných tělesech. Auxetické struktury byly vytištěny pomocí flexibilní a tuhé pryskyřice a byl zkoumán vliv poréznosti, velikosti buněk a strukturálních gradientů na mechanické vlastnosti. Výsledky byly vyhodnoceny z konstrukčního a materiálového hlediska pro fotopryskyřice nad a pod Tg. Nejlepší účinnost absorbování energie byla zjištěna u biaxiálně orientované struktury s nejvyšší lokální porozitou umístěnou ve středu. Prezentovaná data přispívají k základnímu pochopení účinků designu buněk na deformační odezvu auxetických struktur a mohou pomoct při návrhu nových struktur s lepšími mechanickými vlastnostmi. Výsledky zároveň demonstrují všestrannost 3D tisku při realizaci komplexních, přírodou inspirovaných struktur.
|
|
|
Design of a composite shock absorber according to the rules of the Formula Student competition
Janečka, Jiří ; Vaněk, František (referee) ; Šplíchal, Jan (advisor)
The thesis deals with one of the possibilities of improving the existing impact absorber solution for the Dragon e3 monopost of the TU Brno Racing team. The first part of the thesis contains a research on the use of composites in energy absorption, mechanisms and failures occurring during the absorption itself. Then the most used concepts of impact absorbers are mentioned and described. In the second part, the design and implementation of the technical solution of a composite impact attenuator according to the rules of the Formula Student competition is carried out. This solution was then tested with drop test and the necessary data were measured. Finally, the crash test results were evaluated, these were then compared with the simulated data and corrections were made to the computational model. Comparisons with the previous absorber generation were also made and the main differences were described. Attention was also paid to the failures occurring during the crash test. The technical solution was evaluated and modifications for future generations of impact attenuators were proposed.
|
guest ::
