Аннотация:На сегодняшний день, к метаматериалам, таким как ауксетики, приковано пристальное внимание в связи с их необычными механическими свойствами. Важным свойством ауксетиков является их отрицательный коэффициент Пуассона, т.е. свойство материала при растяжении расширяться в сечении перпендикулярном направлению растяжения.
В связи с этим исследование механических свойств вогнутой шестиугольной ауксетической конструкции представляется актуальным. Механические свойства такой и схожей конструкции с криволинейными ребрами изготовленной из полиэтилентерефталата (ПЭТ-а аморфный) исследованы в [1, 2]. В настоящей работе, образец, размерами 95×24×1 мм с центральной зоной 28.9×24×1 мм, был изготовлен из неауксетического резиноподобного материала, методом лазерной резки. В ходе эксперимента образец был подвергнут монотонному одноосному растяжению на универсальной растягивающей установке (MTS Synergie 400) при скорости растяжения 0.5 мм в минуту, при одновременной регистрации перемещений и растягивающей силы. Максимальное удлинение центральной зоны составило 6 мм. Изменение геометрии образца в течение эксперимента регистрировалось на камеру Dahua IPC-HF81200E с разрешением 12 мегапикселей для последующей покадровой обработки.
Построена механико-математическая модель центральной зоны образца, состоящая из стержней, шарнирно соединенных в узлах решетки ячеистой структуры, повторяющей геометрию реального образца, с дополнительными пружинами между стержнями в острых углах. В состоянии покоя горизонтальные стержни имели длину 6.2 мм, а наклонных 3.3 мм, при это их наклон составил 47.5°. Условия на границах расчетной области: боковые границы свободны, нижняя жестко закреплена, верхняя сохраняет форму и смещается конечными приращениями. Для стержневой модели построен функционал упругой энергии деформирования. Параметры, которые необходимы для вычисления значения функционала, включают в себя модуль Юнга, который отвечает за энергию изменения длин стержней, и параметр, отвечающий за энергию изменения величин углов между стержнями. Величина модуля Юнга получена экспериментально. Второй коэффициент вычислен по результатам экспериментов с ячеистой структурой. В предположении, что он является характеристикой конструкции, этот параметр был принят постоянным.
По результатам эксперимента модуль Юнга резиноподобного материала оказался равен 1.05 МПа, а эффективный модуль образца составил 0.042 МПа. С помощью метода корреляции цифровых изображений
