تحليل رفتار مچالگي محوري تيوب پرشده با فوم فلزي سلول بسته با رويكرد ورونويي

مواد متخلخل به ويژه فوم‌هاي فلزي از جمله مواد با كاربرد جذب انرژي و نسبت استحكام به وزن بالا‌‌اند. در مقاله حاضر رفتار شبه استاتيكي فشار محوري نمونه‌هاي فوم آلومينيومي تابعي و تيوب‌هاي پرشده از فوم به صورت عددي و تجربي مورد تحليل قرار مي‌گيرد. براي ايجاد مدل عددي نمونه‌هاي تابعي، لايه‌هاي مختلف مكعبي فوم با چگالي‌ها و تنش‌هاي تسليم متفاوت روي يكديگر جانمايي شده است. نمونه‌ها عبارتند از تابعي دو و سه لايه و نيز فوم غير تابعي تك لايه به صورت درون تيوب و بدون آن. براي صحه‌گذاري مدل عددي و نيز تخمين خواص غيرخطي فوم از تست‌هاي استاندارد فشار محوري استفاده شده است. به منظور ارتقاي استحكام و جذب انرژي از يك طرف و قابليت ساخت سفارشي از طرف ديگر، نمونه‌هاي فوم داخل تيوب‌هاي آلومينيومي با مقطع مربعي جانمايي شده‌اند. در مدل‌سازي ريزساختار تصادفي از دياگرام ورونويي استفاده شده است. به علاوه در مدل‌سازي، سلول واحدي مبتني بر سلول كلوين ارائه گرديده است. براي افزايش كارايي و سهولت در مدل‌سازي، رويكرد تركيبي اجزاي محدود و دياگرام ورونويي به كمك قابليت ماكرونويسي پايتون، در نرم‌افزار آباكوس پياده‌سازي شده است. نهايتا با كاليبراسيون مدل عددي، تطابق مناسبي ميان نتايج تحليل عددي و تست‌هاي تجربي مشاهده شده است.