Details

Работа посвящена исследованию механических свойств конструкций, обладающих ауксетическими характеристиками и разработке методики создания цементных ауксетических метаматериалов для использования в строительной сфере. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Разработка последовательности действий для создания кирпича-ауксетика. 2. Создание образцов кирпича-ауксетика. 3. разработка процедуры подготовки образцов к испытаниям. 4. Лабораторные испытания образцов на сжатие. 5. Анализ результатов лабораторных испытаний ауксетических кирпичей. 6. Практические рекомендации по оценке характеристик ауксетических метаматериалов и их применения в ограждающих конструкциях. Мероприятия по созданию образцов кирпичей-ауксетиков производились в гидротехнической лаборатории Гидрокорпуса-1 СПбПУ в соответствии с методиками и правилами техники безопасности с использованием сертифицированного оборудования. В ходе испытания были определены следующие физико-механические характеристики образцов: время сжатия, максимальная нагрузка, максимальное поперечное и продольное сжатие образцов. По полученным данным удалось вычислить коэффициент Пуассона испытанных образцов. Для сравнения результатов испытания кирпичей-ауксетиков также были проведены аналогичные испытания бетонного кирпича с положительным коэффициентом Пуассона. Для достижения результатов исследования в работе использовались следующие программные комплексы: Microsoft Word, Autodesk AutoCad, Autodesk Inventor. В результате исследования была доказана целесообразность использования кирпичей-ауксетиков в составе защитных ненесущих конструкций, способных значительно сократить деформации, полученные несущими конструкциями. Также была создана методика изготовления кирпичей-ауксетиков, которая подходит для метода массового фабричного производства.

This work is devoted to the study of the mechanical properties of structures with auxetic characteristics and the development of a methodology for creating cement-based auxetic metamaterials for use in the construction industry. The objectives of the study were: 1. Developing a sequence of steps for creating auxetic bricks. 2. Creating auxetic brick samples. 3. Developing a procedure for preparing samples for testing. 4. Laboratory compression tests of samples. 5. Analysis of auxetic brick laboratory test results. 6. Practical recommendations for assessing the characteristics of auxetic metamaterials and their use in enclosing structures. The creation of auxetic brick samples was carried out in the hydraulic engineering laboratory of Hydrocorpus 1 of SPbPU in accordance with safety procedures and regulations, using certified equipment. During testing, the following physical and mechanical characteristics of the specimens were determined: compression time, maximum load, and maximum transverse and longitudinal compression. Based on the data obtained, Poissons ratio was calculated for the tested specimens. To compare the test results for auxetic bricks, similar tests were also conducted on concrete bricks with a positive Poissons ratio. To achieve the research results, the following software packages were used: Microsoft Word, Autodesk AutoCad, and Autodesk Inventor. The study demonstrated the feasibility of using auxetic bricks in protective non-load-bearing structures, which can significantly reduce deformations in load-bearing structures. A method for manufacturing auxetic bricks suitable for mass factory production was also developed.