تحلیل رفتار استاتیکی و دینامیکی فوم های فلزی با استفاده از روش اجزاء محدود
/آیدین برزگر
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۴
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی
۱۳۹۴/۱۱/۲۰
تبریز
امروزه فومهای فلزی) فلزات حفره دار (در وسیله های جذب انرژی ، سازه های سبک، مدیریت انتقال حرارت و اکوستیک و ...مورد استفاده قرار میگیرند و استفاده از فومصهای فلزی باتوجه به خواص منحصر به فردی چون دانسته و وزن کم اما استحکام بالا و انتقال حرارت مناسب در صنایع مختلف رو به افزایش است .از راههایی که میصتوان خواص این مواد را بهتر شناخت، انجام آزمایش در آزمایشگاهها و یا به کاربردن روشهای عددی است .روشصهای عددی به دلیل آن که هزینه و زمان آزمایش را کاهش میصدهند روش مناسبی برای شناخت بهتر رفتارهای موادی نوپا مانند فومصهای فلزی هستند .رفتار فلزات حفرهصدار در تغییر شکلصهای بزرگ کاملا غیر خطی است و تحت کشش و فشار متفاوت است .منحنی تنش-کرنش فلزات حفرهصدار در فشار و کشش تک محوری شامل سه ناحیه الاستیک-خطی ، حالت پایدار و حالت تراکم می باشد .در ناحیه الاستیک-خطی پاسخ کشش و فشار بسیار شبیه هم و تابع قانون هوک است .در فشار ، وقتی تغییر شکل افزایش می یابد دیواره های سلولی بهم می رسند .در بارگذاری ثابت تا زمانی که دیواره ها بهم نرسیدند ، ناحیه پایدار در نظر میصگیریم .بعد از تماس دیوارهصهای سلولی تغییر شکلی با افزایش تنش نخواهیم داشت که بعنوان ناحیه تراکم نامگذاری میصشود .در تحقیق اخیر به منظور بررسی رفتار استاتیکی و دینامیکی فومصهای فلزی در فشار از روش مطالعه عددی استفاده شده است .به منظور ساده سازی روابط و شبکه بندی فضای محاسباتی پیچیده فلزات حفرهصدار فرض شده است که این ساختار این فلزات کاملا ایزوتروپیک می باشد ضمن آن که فضای سه بعدی برای حل با روش عددی استفاده شده است .در انتها نیز نتایج با نتایج مندرج در ادبیات فن صحه گذاری گردیده است
Nowadays, metal foams (porous metals) are used in energy absorption devices, lightweight structures, heat and acoustic transfer management and etc. Considering the unique features of the porous metals, a lot of numerical, experimental and theoretical researches Have been conducted in this area that among which the following researches can be mentioned: The development of equations governing the mechanical behavior of a simple viscoelastic model, the role of the type of casting and manufacturing defects in making basic features of foams as a rule, the introduction of a two-dimensional model for understanding the elastic behavior of hexagonal foams like honeycomb foams, the introduction of a three-dimensional model of a single cell and the impact of the positional parameters on the characteristics of the foam, the analysis of cell material junctions and ... The mechanical properties of porous metals depend on the microscopic behavior. It means that the macroscopic stresses depend directly on the forces in the cell walls and its failure mechanism. The behavior of porous metals is completely non-linear in large deformations and is different under tension and pressure. The stress-strain curve of porous metals in the uniaxial pressure and tensile includes three linear-elastic, steady state, and the density regions. In the elastic-linear region, the response of tension and pressure looks so similar and is subject to the Hooke's Law. In the pressure, when the deformation increases, cell walls come together. In the constant loading, until the walls do not come together, we consider stable area. After contacting the cell walls, there will be no Deformation with the increase of tension that it is named as density area. The aim of this project is to investigate the static and dynamic behavior of metallic foams using the development of one code of two-dimensional finite elements and validation of it with the results published in the literature. In this study, rather the mechanical behavior of porous metals under pressure is in our consideration. Establishing the relationship as well as meshing the heterogeneous or orthotropic porous metals will be very difficult; therefore the attempt is to use the simplest model of porous metals, namely the isotropic metals model in the development of relations governing the behavior of metallic foams