مذل کردن رفتار مکانیکی فوم های تخلخل باز با استفاده از الگوی کلوین

مواد فومی دسته ای از مواد پیشرفته هستند که با توجه به وجودد حفرات در ساختارف خواص منحصر به فردی پیدا می کنند. با توجه به غیر منظم بودن فوم های معمولی، پیش بینی خواص آنها پیچیده است. استفاده از مدل های ایده آل سازی شده برای بررسی رفتار مواد فومی یکی از روش های مرسوم جهت بررسی رفتار مکانیکی این مواد می باشد. مدل کلوین یکی از مدل های با ساختاری تکرار شدنی است که دارای شباهت بسیار بالایی با فوم های تخلخل باز می باشد. در این پژوهش تاثیر درصد تخلخل اندازه سلول برروی خواص مکانیکی فوم تخلخل باز منظم با الگوی کلوین بررسی شد. ابتدا ساختارهای منظم برگرفته از مدل کلوین، طراحی گردیدند سپس با استفاده از پرینتر سه بعدی با تکنیک FDM ساخته شدند تحت آزمون فشار قرار گرفتند. از طرف دیگر همان ساختارها در نرم افزار شبیه ساز ABAQUS نیز وارد شده تحت آنالیز رفتار مکانیکی قرار گرفتند. بررسی رفتاری خواص مکانیکی نشان داد اندازه سلول های فوم منظم بر رفتار شکست ماده موثر است به گونه ای که با افزایش اندازه سلول رفتار شکست از نرمی به تردی متمایل می شود. همچنین بررسی نتایج دیگر نمونه ها نشان داد حساسیت به نوع شکست، در نمونه هایی با درصد تخلخل کمتر بیشتر است. نتایج شبیه سازی شکست نمونه ها نیز مشخص کننده محل تمرکز تنش در سه لایه میانی بود که با نتایج تجربی همخوانی داشت.

Keywords:

مذل کلوین , شبیه سازی رفتار مکانیکی , نرم افزار شبیه ساز ABAQUS , شکست ترد نرم