A Parametric Study on the In-Plane Poisson’s Ratio of Honeycomb Cellular Solids

Dieses Kapitel taucht in die komplexe Welt der Wabenzellkörper ein und untersucht das Verhältnis von Poisson in der Ebene und seine Abhängigkeit von Zellwinkel und Wanddicke. Die Studie beginnt mit der Einführung der grundlegenden Eigenschaften zellulärer Feststoffe, ihrer historischen Bedeutung und ihrer weit verbreiteten Anwendung in verschiedenen technischen Bereichen. Der Schwerpunkt verlagert sich dann auf die Wabenstruktur, die für ihr geringes Gewicht und ihre durchstimmbaren mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Das Kapitel untersucht die herkömmliche sechseckige Wabe und ihr auxätisches Gegenstück, die Wiedereintrittswabe, die ein negatives Poisson-Verhältnis aufweist, was zu einzigartigen mechanischen Vorteilen führt. Durch Finite-Elemente-Analyse und Validierung gegen theoretische Ausdrücke untersucht die Studie, wie Variationen in Zellwinkel und Wanddicke das Poisson-Verhältnis beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Wabenstruktur bei Annäherung des Zellwinkels an 90 ° in eine Form des Wiedereintritts verwandelt, die auxetisches Verhalten zeigt. Darüber hinaus verringert die Erhöhung der Wandstärke der Wabe des Wiedereintritts ihre auxedtische Wirkung. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung dieser mikrostrukturellen Variationen bei der Konstruktion leichtgewichtiger Materialien mit hohem Verhältnis von Festigkeit und Gewicht und bietet wertvolle Erkenntnisse für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Bauindustrie.