Jec magazine

Diese Studie untersucht die mechanischen Eigenschaften einer neuartigen metallischen Wabenstruktur, die entwickelt wurde, um die Einschränkungen herkömmlicher hexagonaler Strukturen zu überwinden. Obwohl die hexagonale Konfiguration in der Industrie weit verbreitet ist, weist sie eine ausgeprägte mechanische Anisotropie auf, insbesondere bei Scherung, wobei eine Richtung gegenüber der anderen bevorzugt wird, und neigt unter komplexer Belastung zu parasitären Verformungen.

Um diese Schwächen zu beheben, wurde eine neuartige Wellenzellstruktur entwickelt. Diese spezielle Geometrie reduziert die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften, erhöht die Umformbarkeit (die Fähigkeit, sich ohne unerwünschte Verformungen komplexen Formen anzupassen) und verbessert die Haftung an den Deckschichten von Sandwichstrukturen. Sie ist weiterhin mit bestehenden industriellen Fertigungsprozessen kompatibel, was für ihre breite Anwendung von Vorteil ist.

Vergleichende mechanische Prüfungen wurden gemäß den geltenden Normen hinsichtlich Druck-, Quetsch- und Scherbeanspruchung durchgeführt. Um einen fairen Vergleich zu gewährleisten, wurden herkömmliche hexagonale Strukturen und die modifizierten Strukturen mit ähnlichen Dichten geprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass die neue Struktur im Vergleich zu herkömmlichen hexagonalen Strukturen insgesamt überlegene mechanische Eigenschaften aufweist, selbst bei höheren Dichten. Insbesondere zeigt sie eine bessere Beständigkeit gegen Quetsch- und Druckbeanspruchung und behält trotz geringfügiger Steifigkeitsreduzierungen in bestimmten Richtungen eine sehr gute Scherfestigkeit bei.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die verbesserte Energieabsorptionsfähigkeit unter dynamischer Belastung, die für schützende und leichte Strukturbauteile von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus erleichtert die neue Geometrie das Aufbringen von Klebstoffen und verbessert die Haftung zwischen Kern und Deckschichten, wodurch der Klebstoffbedarf reduziert werden kann.

Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass eine einfache Modifikation der Zellgeometrie zu signifikanten Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften führen und gleichzeitig andere praktische Aspekte wie Umformbarkeit und Montage optimieren kann. Dies eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für die Entwicklung leichterer, stabilerer und wirtschaftlicherer Strukturen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Raumfahrt.