Resumen:
This project evaluates the compressive response of second-generation auxetic materials in fast craft hulls, focusing on energy absorption and structural integrity under dynamic loads and slamming events. The aim is to determine to what extent these structures enhance resilience, redistribute stresses, and preserve operational safety.
Auxetic material, characterized by a negative Poisson’s ratio, enable lateral expansion during deformation and promote stress dispersion. This property Allows their use as layers or cores that smooth load peaks, reduce stress concentrations, and improve fatigue tolerance under high-speed operating conditions.
For validation, epoxy resin cubes with 3D-printed auxetic inserts were manufactured. Ten compression tests were conducted in accordance with ASTM/ISO standards, measuring dissipated energy and thermal responses to characterize the interaction between materials and geometry, ensuring reproducibility and comparability across configurations.
Results reveal increased energy dissipation and more homogeneous stress distribution in auxetic configurations, along with thermal variations compatible with heat management with compromising structural integrity. These findings support the feasibility of integrating auxetic layers to enhance robustness against dynamic loads, with potential benefits for safety and hull service life. In conclusion, second-generation auxetics demonstrate promising applicability for fast craft structure, establishing a foundation for full-scale validation and the development of specific hybrid-structure testing standards.
Keywords: Second generation auxetics, dynamic loads, slamming, test specimens, naval application.
Descripción:
Este proyecto evalúa la respuesta compresiva de materiales auxéticos de segunda generación en cascos de embarcaciones rápidas, con énfasis en la absorción de energía y la integridad estructural ante cargas dinámicas y eventos de slamming. El objetivo es establecer hasta qué punto estas estructuras pueden incrementar la residencia de los cascos y redistribuir tensiones sin comprometer la seguridad operativa.
Los auxéticos, al presentar coeficiente de Poisson negativo, facilitan expansión lateral y dispersión de esfuerzos, habilitando su uso como capas o nucleos que suavizan picos de carga, reducen concentraciones de tensión y aumentan la tolerancia a fatiga en condiciones mejorar la tolerancia a fatiga en condiciones exigentes.
Para la validación se fabricaron cubos de resinas epóxica con insertos auxéticos impresos en 3D. Se realizaron diez ensayos de compresión bajo normas ASTM/ISO, registrando energía disipada y respuestas térmicas para caracterizar la interacción entre materiales y geometría.
Los resultados muestran una mayor disipación de energía y distribución más homogénea de tensiones en configuraciones con insertos auxéticos. Estos hallazgos respaldan su viabilidad para incrementar la robustez estructural ante cargas dinámicas, sugiriendo compatibilidad con resinas epoxídicas y potencial aplicación en prototipos a escala real.