Toward negative poisson's ratio composites: investigation of theauxetic behavior of fibrous networks
Negatif poisson oranlı kompozitlere doğru: lifli ağların okzetik davranışının incelenmesi
- Tez No: 712706
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LESLEY M. BERHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Unıversıty Of Toledo
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rastgele lifli ağ yapılar doğal ve sentetik malzemeler arasında sıklıkça görülmektedir. Bazı rastgele lifli ağ yapılar, negatif Poisson oranına sahiptir ve yaygın olarak okzetik malzemeler olarak adlandırılırlar. Rastgele lifli ağ yapılardaki bu özelliğin arkasındaki mekanizmalar henüz anlaşılamamıştır ve bu tür yapılardaki okzetik özellik geniş çapta araştırılmamıştır. Bununla birlikte, sentetik okzetik malzemelerin çoğu, düşük mukavemetlerinden muzdariptir. Fakat rastgele lifli ağ yapıların düşük mukavemet yapısı, muakavemeti yüksek polimer yapıların içine gömülerek hem okzetik hem de daha yüksek mukavemet özelliklerine sahip kompozit malzemeler üretilebileceği öngörülmüştür. Ancak böyle bir yaklaşım geliştirilmeden önce, istenen negatif Poisson oranlarına sahip lifli ağlar tasarlamak için bir okzetik lifli ağ yapılardaki eksi Poisson oranının nedenlerinin anlaşılmasından büyük önem vardır. Rastgele lifli ağ yapılarındaki okzetik mekanizmasının anlaşılması için, bu çalışmada bir sayısal model geliştirilmiştir. Geliştirilen sayısal modelde sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak ilk önce lifli ağ yapılarında okzetik özelliğin oluşturan faktörün bu yapıların üretim aşamasındaki sıkıştırma işleminin olduğu ortaya konmuştur. Daha sonra lifli ağ yapılarındaki anizotropinin, ağ yapının bağıl yoğunluğunun ve sıkıştırılma miktarının Poisson oranına ve elastik modülüne etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Sonlu elemanlar modeline göre sıkıştırılma miktarı Poisson oranın eksiye dönmesinde en kritik parametre olduğu gösterilmiştir. Bunun yanında okzetik özelliğin anizotropiden derinden etkilendiğini gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Random fibrous can be found among natural and synthetic materials. Some of these random fibrous networks possess negative Poisson's ratio and they are extensively called auxetic materials. The governing mechanisms behind this counter intuitive property in random networks are yet to be understood and this kind of auxetic material remains widely under-explored. However, most of synthetic auxetic materials suffer from their low strength. This shortcoming can be rectified by developing high strength auxetic composites. The process of embedding auxetic random fibrous networks in a polymer matrix is an attractive alternate route to the manufacture of auxetic composites, however before such an approach can be developed, a methodology for designing fibrous networks with the desired negative Poisson's ratios must first be established. This requires an understanding of the factors which bring about negative Poisson's ratios in these materials. In this study, a numerical model is presented in order to investigate the auxetic behavior in compressed random fiber networks. Finite element analyses of three-dimensional stochastic fiber networks were performed to gain insight into the effects of parameters such as network anisotropy, network density, and degree of network compression on the out-of-plane Poisson's ratio and Young's modulus. The simulation results suggest that the compression is the critical parameter that gives rise to negative Poisson's ratio while anisotropy significantly promotes the auxetic behavior. This model can be utilized to design fibrous auxetic materials and to evaluate feasibility of developing auxetic composites by using auxetic flbrous networks as the reinforcing layer.
Benzer Tezler
- 3D prıntıng of ınfıll-based tpu auxetıc metamaterıals: a slıcer-controlled desıgn-to-fabrıcatıon experıment
3B baskıyla dolgu tabanlı tpu oksetik metamalzemeler: Dilimleyici kontrollü tasarımdan üretime bir deney
FATIMA AYECH
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL AKÇAY KAVAKOĞLU
- Yarı sekizgen girintili yapıların mekanik özelliklerinin parametrik olarak incelenmesi
Parametric investigation of the mechanical properties of semi-octagonal re-entrant structures
ŞENAY YENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Doğal kayaçlardan radyasyon kalkanlama özelliğine sahip camların geliştirilmesi
Development of Radiation Shielding Glasses from Natural Rocks
BİLGEHAN GÜVEN
Doktora
Türkçe
2025
Nükleer MühendislikSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL YILMAZ
- Eklemeli imalat ile titanyum ve polimer esaslı malzemelerden üretilen hücresel yapıların mekanik davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Experimental research on mechanical behaviors of additively manufactured cellular structures from titanium and polymer based materials
BERKAY ERGENE
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR YALÇIN
- Ökzetik çekirdeğe sahip sandviç plakların parçacık etkili patlama yükü altında dinamik davranışı
Dynamic behavior of sandwich plates with auxetic core under particle induced-blast load
SERCAN BOSTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN