Un diseño de geometría de celda de panal impresa en 3D con una mayor absorción de energía bajo cargas de compresión cuasi-estáticas axiales y laterales
Autores: Menegozzo, Marco; Cecchini, Andrés; Just-Agosto, Frederick A.; Serrano Acevedo, David; Flores Velez, Orlando J.; Acevedo-Figueroa, Isaac; De Jesús Ruiz, Jancary
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un diseño de geometría de celda de panal impresa en 3D con una mayor absorción de energía bajo cargas de compresión cuasi-estáticas axiales y laterales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Diseño innovador de geometría de celdas en panal
Absorción de energía en el plano
Cargas laterales
Panales hexagonales estándar
Absorción de energía de impacto
Pruebas experimentales de compresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un diseño innovador de geometría de celdas en panal con una mayor absorción de energía en el plano bajo cargas laterales cuasi-estáticas. Se analizan los resultados de pruebas de compresión numéricas y experimentales bajo cargas axiales y laterales. La geometría de celda propuesta fue diseñada para superar las limitaciones impuestas por los panales hexagonales estándar, que muestran una rigidez y absorción de energía relativamente bajas bajo cargas que tienen un componente lateral significativo. Para lograr esto, la nueva geometría de celda fue diseñada con paredes diagonales internas para soportar las paredes externas, aumentando su rigidez y absorción de energía de impacto en comparación con la celda hexagonal. Especímenes de celdas unitarias impresos en 3D, hechos de material termoplástico ABS, fueron sometidos a pruebas experimentales de compresión cuasi-estática, tanto en direcciones laterales como axiales. La absorción de energía se comparó con la de la celda hexagonal estándar, con la misma masa y altura. Se desarrollaron y validaron modelos de elementos finitos utilizando datos experimentales. Los resultados muestran que la geometría innovadora absorbe aproximadamente un 15% más de energía bajo compresión lateral, mientras mantiene el mismo nivel de absorción de energía de la celda hexagonal estándar en la dirección axial. El presente estudio demuestra que la geometría de celda propuesta tiene el potencial de sustituir al panal hexagonal estándar en aplicaciones donde están presentes cargas laterales significativas.
Descripción
Este trabajo presenta un diseño innovador de geometría de celdas en panal con una mayor absorción de energía en el plano bajo cargas laterales cuasi-estáticas. Se analizan los resultados de pruebas de compresión numéricas y experimentales bajo cargas axiales y laterales. La geometría de celda propuesta fue diseñada para superar las limitaciones impuestas por los panales hexagonales estándar, que muestran una rigidez y absorción de energía relativamente bajas bajo cargas que tienen un componente lateral significativo. Para lograr esto, la nueva geometría de celda fue diseñada con paredes diagonales internas para soportar las paredes externas, aumentando su rigidez y absorción de energía de impacto en comparación con la celda hexagonal. Especímenes de celdas unitarias impresos en 3D, hechos de material termoplástico ABS, fueron sometidos a pruebas experimentales de compresión cuasi-estática, tanto en direcciones laterales como axiales. La absorción de energía se comparó con la de la celda hexagonal estándar, con la misma masa y altura. Se desarrollaron y validaron modelos de elementos finitos utilizando datos experimentales. Los resultados muestran que la geometría innovadora absorbe aproximadamente un 15% más de energía bajo compresión lateral, mientras mantiene el mismo nivel de absorción de energía de la celda hexagonal estándar en la dirección axial. El presente estudio demuestra que la geometría de celda propuesta tiene el potencial de sustituir al panal hexagonal estándar en aplicaciones donde están presentes cargas laterales significativas.