Diseño, construcción y caracterización de un material auxético

Sierra Soraluce, Andrés (2017). Diseño, construcción y caracterización de un material auxético. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Diseño, construcción y caracterización de un material auxético
Autor/es:
  • Sierra Soraluce, Andrés
Director/es:
  • Laso Carbajo, Manuel
  • Díaz Lantada, Andrés
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Julio 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: materiales, auxéticos, metamateriales, impresión 3D, diseño, ensayos, coeficiente de Poisson
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Los metamateriales son aquellos materiales que presentan propiedades que van más allá de las que se encuentran en la naturaleza. Existe un amplio rango de metamateriales en función de las propiedades que presentan: electromagnéticos, estructurales, no lineales y mecánicos. Dentro de este último grupo podemos distinguir materiales con módulos de compresibilidad lineal y volumétrica negativos, materiales auxéticos, acústicos y metafluidos. Se van a estudiar en el desarrollo de este Trabajo de Fin de Grado los que presentan un comportamiento mecánico auxético. Un material auxético es aquel que presenta un coeficiente de Poisson negativo, lo que implica que al producir una tracción en una direcci ón la sección perpendicular del material aumenta. Del mismo modo, si se somete a una tensión de compresión la sección perpendicular a la dirección de aplicación de la fuerza se reducirá. Existen tres divisiones distintas dentro de los materiales auxéticos: sólidos reticulares, polímeros y materiales compuestos reforzados con fibras. De los sólidos reticulares, que se caracterizan por estar formados por la repetición a lo largo del espacio de una celda unidad, va estudiarse en el desarrollo de este Trabajo de Fin de Grado el subgrupo conocido como "panales de abeja". Existen tres tipos distintos de "panales de abeja": estructuras reentrantes, estructuras quirales y modelos con deformación (semi-)rígida. Las estructuras reentrantes poseen, como su nombre indica, ángulos cuyos vértices apuntan hacia el centro de la celdilla y la deformación de estos es la que aporta las características auxéticas. Las estructuras quirales se componen de nodos conectados por nervios que rotan al ser deformados, permitiendo que estas se abran o cierren sobre sí mismas. Por último los modelos con deformación (semi-i)rígida se componen de elementos rígidos unidos mediante "bisagras" semi-rígidas. Objetivos El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado es la construcción de un material auxético. Para ello se realizará el diseño de varios materiales auxéticos de "panal de abeja" y se seleccionará el modelo más adecuado para su construcción mediante el uso de impresoras 3D. De modo complementario, se realizará la caracterización del material diseñado mediante simulaciones y ensayos reales y se compararán los resultados obtenidos.

Más información

ID de Registro: 49139
Identificador DC: http://oa.upm.es/49139/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:49139
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 18 Ene 2018 09:29
Ultima Modificación: 18 Ene 2018 09:30
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