Metamateriale cellulare a coefficiente di Poisson negativo

La presente tesi riguarda la progettazione, l’analisi numerica e la convalida sperimentale di un metamateriale cellulare a coefficiente di Poisson negativo. Il lavoro prende origine dallo studio di architetture auxetiche tridimensionali basate su geometrie tetraedriche, nelle quali il comportamento a coefficiente di Poisson negativo è determinato principalmente dai meccanismi di deformazione e rotazione degli elementi strutturali. L’obiettivo è sviluppare una nuova configurazione reticolare e caratterizzarne il comportamento meccanico, analizzando l’influenza dei principali parametri geometrici sulle proprietà globali della struttura. La modellazione geometrica e parametrica viene svolta mediante SOLIDWORKS, mentre l’analisi numerica è condotta mediante il metodo degli elementi finiti in Abaqus. Le simulazioni sono finalizzate allo studio del meccanismo di deformazione, del coefficiente di Poisson, della rigidezza apparente, dell’anisotropia nelle diverse direzioni e della distribuzione delle tensioni, con particolare attenzione al comportamento della struttura sotto carico di compressione. Vengono inoltre analizzate la densità relativa e la porosità, al fine di valutare la relazione tra configurazione geometrica e risposta meccanica. I risultati numerici vengono successivamente confrontati con quelli ottenuti mediante prove sperimentali su prototipi realizzati tramite additive manufacturing, allo scopo di verificare il comportamento previsto dal modello. La tesi si inserisce nell’ambito dei metamateriali meccanici e dei meta-biomateriali auxetici, con una possibile prospettiva applicativa nel settore di protesi biomedicali.