Auxetic aluminum sheets in lightweight structures

Auxetische Aluminiumbleche für den Leichtbau. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit dem auxetischen Deformationsverhalten periodisch perforierter Aluminiumbleche und deren Anwendung im Leichtbau. Werden handelsübliche Bleche mit Perforationen versehen, so kann man dadurch die mechanischen Eigenschaften der Bleche stark verändern. Es ist beispielsweise mit bestimmten Perforationsmustern möglich, in der Blechebene eine negative Querkontraktionszahl einzustellen. Ein solches Materialverhalten wird als auxetisch bezeichnet. Das makroskopisch auxetische Verhalten lässt sich durch Mechanismen erklären, die in der Geometrie der Perforierung begründet sind. In diesem Beitrag werden Bleche aus einer isotropen Aluminiumlegierung mit periodischen Perforationsmustern versehen und in Zugversuchen mechanisch charakterisiert. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf ein beispielhaft gewähltes Muster mit rechteckigen Perforationen, welches zu einem auxetischen Vehalten des Bleches führt. Mit einem Verfahren der passiven Thermografie können hoch belastete Bereiche der Proben in situ und zerstörungsfrei identifiziert werden. Die experimentellen Ergebnisse werden mit numerischen Simulationen abgesichert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einem besseren Verständnis der dem mechanischen Verhalten auxetisch perforierter Blech zugrunde liegenden Mechanismen verhelfen. Darauf basierend können zukünftig Konzepte für mögliche Anwendungen auxetisch perforierter Bleche im Leichtbau entwickelt werden