مطالعه اجزای محدود رفتار ارتجاعی و خمیری فوم های فلزی با ساختار بازتولیدی

مرسوم ترین، فرایند تولید مواد سلولی فلزی دمیدن حباب گاز در ماده مذاب و سرد کردن آن است که حاصل آن می تواند دارای ساختار سلول باز و سلول بسته باشد. اما به دلیل برخی فواید روش بازتولید همچون کنترل مناسب بر چگالی نسبی، شکل و اندازه حفره و امکان ایجاد فوم با حفره های بسیار ریز و با توزیع یکنواخت، این روش در تولید فوم های سلول باز کاربرد فراوانی در سال های اخیر یافته است. تا کنون مطالعات آزمایشگاهی زیادی پیرامون رفتار تک محوری و چند محوری فوم بازتولیدی انجام گرفته و ویژگی های مهم فوم بازتولیدی از قبیل مدول ارتجاعی، نسبت پواسون، تنش تسلیم، پدیده خزش، خستگی و رفتار چرخه ای مورد کاوش قرار گرفته اند و تاثیر عواملی چون چگالی نسبی، شکل و اندازه سلول و نرخ کرنش بر این ویژگی ها بررسی شده اند. بر خلاف این ، بررسی های عددی به نسبت کمی در رابطه با فوم بازتولیدی صورت پذیرفته است. از آنجا که درصد بسیار بالایی از فوم های فلزی بازتولیدی با استفاده از آلومینیوم و آلیاژهایش ساخته می شوند، در این پژوهش سعی بر آن بوده است که فرایند بازتولید فوم آلومینیومی به صورت نزدیک به واقع شبیه سازی گردد. با این هدف ابتدا و به کمک روش اجزای محدود غیرخطی تغییر شکل مولد تحت عملیات فشرده سازی محاسبه می گردد و سپس با استفاده از یک الگوریتم مناسب و در اختیار داشتن اطلاعات اجزا محدود مولد شامل مختصات المان ها و گره های مدل، فرایند برگرداندن و به دست آوردن مدل المان بندی شده فوم انجام می پذیرد، لازم به ذکر است این الگوریتم به صورت تحلیلی و عددی بهینه گردیده است. در این روش سه ساختار منظم sc, bcc و fcc با فرض قطر 1/0، 1 و 10 میلیمتر و رفتار دو خطی صلب-خمیری کامل برای مولد در نظر گرفته شده است. سپس با شناختن این مدل المان بندی شده توسط نرم افزار و اختصاص ویژگی های آلیاژ آلومینیوم al6061-t6 به آن و اعمال بارگذاری تک محوری فشاری، تحلیل نمونه انجام شده و برخی خصوصیات رفتاری تک محوری آن مانند مدول ارتجاعی، نسبت پواسون و تنش تسلیم استخراج می گردد.