Transformation of the Kirigami-Type Deformable Inlay during Roll Bonding
| dc.contributor.author | Frolov, Yaroslav V. | en |
| dc.contributor.author | Konovodov, Dmytro V. | en |
| dc.contributor.author | Bobukh, Oleksandr S. | en |
| dc.contributor.author | Boiarkin, V. | en |
| dc.date.accessioned | 2025-02-27T12:30:09Z | |
| dc.date.available | 2025-02-27T12:30:09Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Y. Frolov: ORCID 0000-0001-6910-6223; D. Konovodov: ORCID 0000-0001-8282-4991; O. Bobukh: ORCID 0000-0001-7254-3854; V. Boiarkin: ORCID 0009-0005-7582-9504 | en |
| dc.description.abstract | ENG: Purpose. To quantitatively analyze the deformation of kirigami-type deformable inlays during the roll bonding process using soft outer matrices, with the goal of predicting their behavior within the composite structure. Methodology. The research involved the fabrication of three-layer composite sheets through roll bonding. Expanded meshes made of mild steel and stainless steel served as the inlay phase, while copper and aluminum alloy sheets were employed as matrix materials. The transformation of the inlay phase within the composite sheets was evaluated. Findings. The experimental investigation yielded data on the deformation behavior of kirigami-type inlays embedded within three-layer sheets during roll bonding. It was observed that using an aluminum matrix induces greater axial metal flow in the deformation zone, leading to a significant increase in the mesh distortion angle. A copper matrix primarily causes flattening of the mesh cells with minimal changes to their angular deformation. In contrast, rolling the steel mesh without a matrix results in negligible angular distortion until the rolling reduction exceeds 50 %. Originality. This study represents the first quantitative analysis of the geometric transformation of kirigami-type deformable inlays as a function of deformation magnitude and matrix material properties during roll bonding. Understanding the shape transformation of the reinforcing phase within the composite sheet enables more accurate prediction of the contact area between the matrix materials during the bonding process. Practical value. The findings of this research provide a basis for predicting the final geometry of kirigami structures within composite materials. | en |
| dc.description.abstract | UKR: Мета. Кількісна оцінка деформації комірок деформівної вкладки типу кіригамі при прокатці-з’єднанні з використанням різних матриць з метою прогнозування поведінки армуючої фази в середині композиту. Методика. Для виготовлення тришарових композитних листів використовувався процес прокатки-з’єднання. В якості армуючої фази використовувалася просічно-витяжна сітка з м’якої та нержавіючої сталі. У листах використовувалися дві матричні фази зі сплавів міді та алюмінію. Досліджені трансформації армуючої фази всередині композитного листа. Результати. У ході дослідження отримані експериментальні дані щодо трансформації вкладки типу кіригамі, розташованої в центрі тришарових листів, під час прокатки-з’єднання. Було продемонстровано, що збільшення м’якості матриці призводить до більшого осьового плину металу в зоні деформації. Це призводить до помітного збільшення кута нахилу сітки. Наявність жорсткої матриці призводить до сплющування комірок сітки, а не до зміни їх кута. І навпаки, за відсутності матриці прокатка сталевої сітки призводить до мінімальної зміни кута сітки, поки обтиск при прокатці не досягне 50 % або більше. Наукова новизна. У роботі вперше представлено кількісний аналіз зміни геометрії деформованої вкладки типу кіригамі в залежності від величини деформації та механічних властивостей матеріалу матриці під час прокатки-з’єднання. Розуміння зміни форми фази, що армує, у середині композитного листа полегшить прогнозування величини площі контакту матеріалу матриці при прокатці-з’єднанні. Практична значимість. Результати, отримані в роботі, можуть бути використані для прогнозування форми кінцевої кіригамі структури в середині композитів. | uk_UA |
| dc.identifier.citation | Frolov Y., Konovodov D., Bobukh O., Boiarkin V. Transformation of the Kirigami-Type Deformable Inlay during Roll Bonding. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025. No. 1. P. 34–39. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-1/034. | en |
| dc.identifier.issn | 2071-2227 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2223-2362 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://nvngu.in.ua/index.php/en/archive/on-the-issues/1918-2025/content-1-2025/7127-34 | en |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/19691 | en |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Dnipro University of Technology, Dnipro | en |
| dc.subject | roll bonding | en |
| dc.subject | expanded steel mesh | en |
| dc.subject | aluminum matrix | en |
| dc.subject | copper matrix | en |
| dc.subject | прокатка-з’єднання | uk_UA |
| dc.subject | просічно-розтяжна сітка | uk_UA |
| dc.subject | алюмінієва матриця | uk_UA |
| dc.subject | мідна матриця | uk_UA |
| dc.subject | КОМТ | uk_UA |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Chemical engineering::Metallurgical process and manufacturing engineering | en |
| dc.title | Transformation of the Kirigami-Type Deformable Inlay during Roll Bonding | en |
| dc.title.alternative | Трансформація деформованої кіригамі структури під час прокатки-з’єднання | uk_UA |
| dc.type | Article | en |