Σχεδιασμός και χαρακτηρισμός τρισδιάστατα εκτυπωμένων γυροειδών σύνθετων υλικών πληρωμένων με αφρό πολυουρεθάνης
| dc.contributor.advisor | Γιαννόπουλος, Γεώργιος | |
| dc.contributor.author | Κουλουδής, Θεόδωρος | |
| dc.contributor.committee | Τσινόπουλος, Στέφανος | |
| dc.contributor.committee | Διαμαντάκος, Ιωάννης | |
| dc.contributor.department | Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών | el |
| dc.contributor.faculty | Σχολή Μηχανικών | el |
| dc.contributor.master | Μηχανολόγων Μηχανικών (Integrated master) | el |
| dc.date.accessioned | 2025-09-08T07:11:22Z | |
| dc.date.available | 2025-09-08T07:11:22Z | |
| dc.date.issued | 2025-08 | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα Διπλωματική Εργασία αναφέρεται στην μελέτη και τον χαρακτηρισμό των μηχανικών και θερμικών ιδιοτήτων τρισδιάστατα εκτυπωμένων γυροειδών πλεγματικών δομών πληρωμένων με αφρό πολυουρεθάνης. Η ανάπτυξη του θέματος γίνεται σε εξι κεφάλαια.Στο πρώτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας και αναφέρονται τα βασικά στοιχεία των πορωδών υλικών και των πλεγματικών δομών ενώ στη συνέχεια η ανάλυση επικεντρώνεται στις ελάχιστες επιφάνειες και συγκεκριμένα στο Γυροειδές και τις παράμετρους σχεδιασμού του. Στο δεύτερο Κεφάλαιο αναλύονται οι βασικές αρχές της μηχανικής συμπεριφοράς υλικών, όπως ελαστικότητα και πλαστικότητα και αναφέρονται τα βασικά εντατικά μεγέθη. Στη συνέχεια εισάγεται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων και προβάλλονται οι διαδικασίες που τη διέπουν. Επικεντρώνοντας το θεωρητικό υπόβαθρο στο πρόβλημα μελέτης, παρατίθενται τα βασικά στοιχεία των μοντέλων υλικού που θα χρησιμοποιηθούν αργότερα στις προσομοιώσεις ,αλλά και εκείνα που αφορούν τη μοντελοποίηση της μηχανικής αλληλεπίδρασης δύο υλικών. Επιπλέον αναφέρονται οι θεωρήσεις για την απόκριση υλικών με πλεγματικές και πορώδεις δομές κάτω από μηχανική φόρτιση, οι οποίες θα συγκριθούν με τα υπολογιστικά και πειραματικά αποτελέσματα. Στο Τρίτο Κεφάλαιο περιγράφονται οι βασικοί μηχανισμοί που επιδρούν στη μετάδοση θερμότητας , και διατυπώνεται τόσο το πρόβλημα μελέτης , όσο και η εφαρμογή της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων για την επίλυση του. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο αναλύονται οι διαδικασίες εξαγωγής των υπολογιστικών μοντέλων και παρασκευής των δοκιμίων του υβριδικού σύνθετου υλικού , με έμφαση στην επιλογή συγκεκριμένων υλικών εφαρμογής. Στο Πέμπτο Κεφάλαιο περιγράφονται οι πειραματικές διατάξεις και διαδικασίες για την μελέτη της μηχανικής και θερμικής συμπεριφοράς των δοκιμίων. Στο Έκτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των υπολογιστικών αναλύσεων και των πειραματικών δοκιμών και συγκρίνονται αφενός μεταξύ τους και αφετέρου με αναλυτικές σχέσεις πρόβλεψης των αναμενόμενων ιδιοτήτων σύνθετων υλικών. Επιπλέον , τα υβριδικά σύνθετα υλικά αποκτούν υλική ταυτότητα αφού τοποθετούνται με βάση τις ιδιότητες τους σε διαγράμματα επιλογής υλικών. Στα Συμπεράσματα αναλύονται οι διαφορές μεταξύ των αναλυτικών, υπολογιστικών και πειραματικών αποτελεσμάτων και προτείνονται μέθοδοι βελτίωσης της μελέτης. | el |
| dc.description.abstracttranslated | The present Diploma Thesis refers to the study and characterization of the mechanical and thermal properties of three-dimensional printed gyroid lattice structures filled with polyurethane foam. The development of the subject is structured into six chapters.In the first chapter, the objective of the diploma thesis is presented and the fundamental elements of porous materials and lattice structures are described, while the analysis focuses on minimal surfaces and specifically on the gyroid surface and its design parameters.In the second chapter, the basic principles of the mechanical behavior of materials are analyzed, such as elasticity and plasticity, and the main quantities are introduced. Subsequently, the finite element method is introduced, and the procedures it involves are described. Focusing on the theoretical framework of the problem under study, the fundamental elements of material models that will later be used for fitting are presented, along with those concerning the modeling of the mechanical interaction of the two materials. In addition, considerations are made regarding the behavior of materials with lattice or porous structures under mechanical loading, which are compared with computational and experimental results.The third chapter describes the basic mechanisms governing heat transfer and highlights the thermal problem under study, as well as the application of the finite element method for its solution.The fourth chapter analyzes the procedures for extracting the computational models and fabricating the specimens of the hybrid composite material, as well as the selection of the specific application materials.The fifth chapter presents the experimental setup and procedures for studying the mechanical and thermal behavior of the specimens.The sixth chapter presents the results of the computational analyses and experimental tests and compares them, both with each other and with analytical models for predicting the expected properties of composite materials. In addition, the hybrid specimens acquire a material identity after being placed, based on their properties, into materials selection charts. The results analyze the differences between analytical, computational, and experimental outcomes, and methods for improving the study are proposed. | el |
| dc.format.extent | 146 | el |
| dc.identifier.uri | https://amitos.library.uop.gr/xmlui/handle/123456789/9156 | |
| dc.publisher | Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου | el |
| dc.rights | Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ | * |
| dc.subject.keyword | : Σύνθετο υλικό , μεταϋλικό , γυροειδές , υβριδικό σύνθετο , τρισδιάστατη εκτύπωση , Nylon , ίνες άνθρακα , αφρός πολυουρεθάνης , μηχανικές ιδιότητες , θερμικές ιδιότητες, μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων , υπολογιστική ανάλυση , πείραμα θλίψης. | el |
| dc.title | Σχεδιασμός και χαρακτηρισμός τρισδιάστατα εκτυπωμένων γυροειδών σύνθετων υλικών πληρωμένων με αφρό πολυουρεθάνης | el |
| dc.title.alternative | Design and characterization of 3D printed gyroid composite materials filled with polyurethane foam | el |
| dc.type | Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία | el |