Везде

ОЭММПУИзвестия Российской академии наук. Механика твердого тела Mechanics of Solids

  • ISSN (Print) 1026-3519
  • ISSN (Online) 3034-6428

Влияние температуры метаматериалов на основе гибкого пластика TPU 95A на сопротивление пробиванию жестким ударником

Вы можете
Код статьи
S30346428S1026351925010108-1
DOI
10.7868/S3034642825010108
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Иванова С. Ю.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Осипенко К. Ю.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Баничук Н. В.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Лисовенко Д. С.
  • Аффилиация: Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 1
Страницы
197-208
Аннотация
Экспериментально изучались механические свойства метаматериалов, имеющих ячеистую хиральную внутреннюю структуру, при пробивании по нормали жестким сферическим ударником. Образцы метаматериалов были напечатаны на 3D-принтере из TPU 95A пластика (термопластичного полиуретана). Они имели ауксетическую и неауксетическую хиральную структуру из ячеек, соответственно, в форме вогнутых или выпуклых шестиугольников. Приводятся результаты экспериментов по пробиванию образцов, проведенных для двух температурных и двух скоростных режимов. Относительная потеря кинетической энергии ударника при пробивании ауксетических образцов была существенно выше, чем неауксетических. Установлено, что для исследованных видов гибких метаматериалов сопротивляемость пробиванию ударником растет с возрастанием температуры в рассмотренном температурном диапазоне. Установлена зависимость отклонения ударника на вылете из гибкого образца от вида хиральности пробиваемой структуры.
Ключевые слова
метаматериалы ауксетики экспериментальные исследования проникание пробивание жесткие ударники температура
Дата публикации
20.01.2026
Год выхода
2026
Всего подписок
0
Всего просмотров
19

Библиография

  1. 1. Lim T.-C. Auxetic Materials and Structures. Singapore: Springer, 2015. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-287-275-3
  2. 2. Kolken H.M.A., Zadpoor A.A. Auxetic Mechanical Metamaterials // RSC Adv. 2017. V. 7. № 9. P. 5111–5129. http://doi.org/10.1039/C6RA27333E
  3. 3. Ren X., Das R., Tran P. et al. Auxetic Metamaterials and Structures: A Review // Smart Mater. Struct. 2018. V. 27. № 2. P. 023001. https://doi.org/10.1088/1361-665X/aaa61c
  4. 4. Wu W., Hu W., Qian G., et al. Mechanical design and multifunctional applications of chiral mechanical metamaterials: A review // Mater. Des. 2019. V. 180. P. 107950. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107950
  5. 5. Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Ауксетики среди материалов с кубической анизотропией // Изв. РАН. МТТ. 2020. № 4. С. 7–24. https://doi.org/10.31857/S0572329920040054
  6. 6. Шитикова М.В. Обзор вязкоупругих моделей с операторами дробного порядка, используемых в динамических задачах механики твердого тела // Изв. РАН. МТТ. 2022. № 1. С. 3–40. http://dx.doi.org/10.31857/S0572329921060118
  7. 7. Novak N., Vesenjak M., Ren Z. Auxetic cellular materials-a review // Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering. 2016. V. 62. № 9. P. 485–493. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2016.3656
  8. 8. Kelkar P.U., Kim H.S., Cho K.-H. et. al. Cellular Auxetic Structures for Mechanical Metamaterials: A Review // Sensors. 2020. V. 20. № 11. P. 3132. https://doi.org/10.3390/s20113132
  9. 9. Joseph A., Manesh V., Harursampath D. On the application of additive manufacturing methods for auxetic structures: A review // Adv. Manuf. 2021. V. 9. № 3. P. 342–368. https://doi.org/10.1007/s40436-021-00357-y
  10. 10. Иванова С.Ю., Осипенко К.Ю., Кузнецов В.А., Соловьев Н.Г., Баничук Н.В., Лисовенко Д.С. Экспериментальное исследование свойств ауксетических и неауксетических метаматериалов из металла при проникании в них жестких ударников // Изв. РАН. МТТ. 2023. № 2. С. 176–180. https://doi.org/10.31857/S0572329922600773
  11. 11. Иванова С.Ю., Осипенко К.Ю., Демин А.И., Баничук Н.В., Лисовенко Д.С. Изучение свойств метаматериалов с отрицательным коэффициентом Пуассона при пробивании жестким ударником // Изв. РАН. МТТ. 2023. № 5. С. 120–130. https://doi.org/10.31857/S0572329923600366
  12. 12. Иванова С.Ю., Осипенко К.Ю., Баничук Н.В., Лисовенко Д.С. Экспериментальное исследование свойств метаматериалов на основе PLA пластика при пробивании жестким ударником // Изв. РАН. МТТ. 2024. № 4. С. 207–215.
  13. 13. Ivanova S.Yu., Osipenko K.Yu., Banichuk N.V., Lisovenko D.S. // Mech. Solids. 2024. V. 59. № 7. https://doi.org/10.1134/S0025654424606633
  14. 14. Gao Y., Huang H. Energy absorption and gradient of hybrid honeycomb structure with negative Poisson’s ratio // Mech. Solids. 2022. V. 57. № 5. P. 1118–1133. http://doi.org/10.3103/S0025654422050053
  15. 15. Хing Y., Deng B., Cao M. et al. Influence of structural and morphological variations in orthogonal trapezoidal aluminum honeycomb on quasi-static mechanical properties // Mech. Solids. 2024. V. 59. № 1. P. 445–458. https://doi.org/10.1134/S0025654423602550
  16. 16. Скрипняк В.В., Чирков М.О., Скрипняк В.А. Моделирование механической реакции ауксетических метаматериалов на динамические воздействия // Вестник ПНИПУ. Механика. 2021. № 2. C. 144–152. http://doi.org/10.15593/perm.mech/2021.2.13
  17. 17. Imbalzano G., Tran P., Lee P.V.S. et. al. Influences of material and geometry in the performance of auxetic composite structure under blast loading // Appl. Mech. Mater. 2016. V. 846. P. 476–481. http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.846.476
  18. 18. Zhao X., Gao Q., Wang L. et. al. Dynamic crushing of double-arrowed auxetic structure un-der impact loading // Mater. Des. 2018. V. 160. P. 527–537. http://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.09.041
  19. 19. Li C., Shen H.S., Wang H. Nonlinear dynamic response of sandwich plates with functionally graded auxetic 3D lattice core // Nonlinear Dyn. 2020. V. 100. P. 3235–3252. http://doi.org/10.1007/s11071-020-05686-4
  20. 20. Qiao J.X., Chen C.Q. Impact resistance of uniform and functionally graded auxetic double arrowhead honeycombs // Inter. J. Impact Eng. 2015. V. 83. P. 47–58. http://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2015.04.005
  21. 21. Novak N., Starcevic L., Vesenjak M. et. al. Blast response study of the sandwich composite panels with 3D chiral auxetic core // Compos. Struct. 2019. V. 210. P. 167–178. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.11.050
  22. 22. Yu Y., Fu T., Wang S., Yang C. Dynamic response of novel sandwich structures with 3D sinusoid-parallel-hybrid honeycomb auxetic cores: The cores based on negative Poisson’s ratio of elastic jump // Eur. J. Mech. – A/Solids. 2025. V. 109. P. 105449. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2024.105449
  23. 23. Shen Z.Y., Wen Y.K., Shen L.Y. et. al. Dynamic response and energy absorption characteristics of auxetic concave honeycomb pad for ballistic helmet under shock wave and bullet impact // Mech. Solids. 2024. V. 59. № 5. P. 3050–3067. https://doi.org/10.1134/S0025654424605159
  24. 24. Jiang Q., Hao B., Chen G. et. al. Analysis of the penetration ability of exponential bullets on TPMS structures with variable density // Mech. Solids. 2024. V. 59. № 5. P. 3198–3211. https://doi.org/10.1134/S0025654424605640
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека