جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای آرمین افتخار)
موضوع: خصیصه یابی محاسباتی رفتار همگن هایپرالاستیک فومهای ساخته شده به روش ورونی
ارائه دهنده: آرمین افتخار
استادان راهنما: دکتر محمد سیلانی، دکتر مصطفی جمشیدیان
استادان مشاور: -
استادان داور: دکتر محمد مشایخی، دکتر مهدی جوانبخت
مواد جامد سلولی از جمله فوم ها به دلیل ویژگیهای ساختاری منحصر به فرد از جمله استحکام زیاد و جرم کم در صنایع ساختمانی، هوا فضا، و نظامی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر آن مواد جامد سلولی، عموما از خاصیت جذب انرژی بالایی برخوردار می باشند و به دلیل این ویژگی، پتانسیل استفاده از آن ها در طیف گستردهای از کاربردهای مهندسی مانند استفاده در انواع سپرها، به عنوان ضربه گیر و در انواع بسته بندی ها، به خصوص بسته بندی های ابزار دقیق فراهم شده است. هدف از تحقیقات مختلفی که روی این مواد انجام می گردد کشف یا بهبود عملکرد این ویژگی ها می باشد.
پیشرفت تکنولوژی در سال های اخیر باعث شده است که روش های جدیدی برای تولید ساختارهای سلولی ایجاد شود. از جمله ی این روش ها می توان به تولید ساختارهای سلولی با روش ساخت افزودنی اشاره کرد. در روش ساخت افزودنی، قابلیت تولید ساختارهای سلولی با ویژگی های دلخواه مانند درجه بندی در ضخامت دیواره ی سلول، مواد تشکیل دهنده ی سلول و خصوصیات ریخت شناسی سلول، مانند نظم سلولی، شکل مقطع سلولی و پراکندگی سلول ها فراهم شده است. این قابلیت ها که با روش های سنتی قابلیت کنترل ناچیزی دارند، به انسان کمک میکند فوم هایی با رفتار کنترل شده طراحی و تولید کنند. این پیشرفت ها از یک طرف و در دسترس بودن روش های ساخت افزودنی از طرف دیگر انگیزه را برای مطالعه ی گونه ی جدیدی از فوم ها به نام فوم های ورونی به وجود آورده است. این فوم ها را می توان مستقیما در کامپیوتر طراحی، مدل سازی، تحلیل و در نهایت مستقیما با روش های ساخت افزودنی تولید کرد.
در مطالعه ی حاضر از آنالیز میکرو مکانیک بر روی سلول حجمک نماینده (RVE) و شبیه سازی چند مقیاسی برای دستیابی به این خواص و تعیین رفتار موثر ساختارهای فومی استفاده شده است. ایده ی کلی از آنالیز میکرو مکانیک و شبیه سازی چند مقیاسه آن است که یک ساختار غیر همگن (فوم)، بتواند به عنوان یک محیط پیوسته به صورت ماکروسکوپیک مدل شود و اثرات ریز ساختاری آن توسط مدل های ماکروسکپی تعیین گردد. در مصالح چند مقیاسه، تعیین ثابت های ماده با استفاده از بررسی پاسخ میکرو ساختار با بارگذاری‌های مختلف صورت می‌گیرد. آزمون‌های استاندارد شامل کشش و فشار تک محوره، کشش و فشار دو محوره ی مساوی (برش خالص) و کشش و فشار حجمی است.
در راستای رسیدن به موارد فوق در این تحقیق، ضمن تشریح الگوریتم ورونی، به روش مدل سازی، شرایط مرزی، روش محاسبه ی تنش در سلول نمایندهی حجم و توضیح انواع مدل های هایپر الاستیک پرداخته شد. سپس با معرفی روش گیبسون برای به دست آوردن نمودار تنش-کرنش سلول نمایندهی حجم در فوم ورونی، اثر پارامترهای مختلف نظیر نوع حلگر، شرایط مرزی مختلف، ابعاد سطح مقطع و شکل سطح مقطع بر روی نمودار تنش-کرنش فوم ورونی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج تحقیق نشان میدهد که در خواص مکانیکی فوم ها، چگالی نسبی پارامتر کلیدی و مهمی است. در این پایان نامه برای قسمت الاستیک نمودار تنش-کرنش فوم ورونی، مشابه با رفتار مواد هایپر الاستیک با روی هم اندازی مدل هایپر الاستیک نئوهوکین بر روی نمودار تنش-کرنش به دست آمده از نرم افزار محاسباتی آباکوس، ثابت های مدل هایپر الاستیک برای چگالی های نسبی متفاوت محاسبه گردید.
کلمات کليدی: فوم، ورونی، خصیصه یابی، هایپر الاستیک، چگالی نسبی، سلول نمایندهی حجم، RVE، مدل سازی، آباکوس