مدل سازی سه گانه و مطالعه هندسی فوم حفره بسته فلزی با توزیع تصادفی تخلخل

فوم های فلزی دسته ی جدیدی از مواد فلزی با ساختار متخلخل هستند که به علت بهره مندی از مشخصه های جدید مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و صوتی نظیر چگالی کم و هم زمان سفتی بالا، عایق بودن حرارتی و صوتی مورد توجه قرار گرفته اند. از این مواد به عنوان لایه های میانی پرکننده به منظور کاهش وزن سازه ها و نیز جذب و میراسازی انرژی استفاده می شود. کاربردهای متعدد ورق های فوم، توسعه روش هایی به منظور مدل سازی هندسی آن را که قابل استفاده در شبیه سازی عددی رفتار مکانیکی این دسته از مواد باشد، ضروری می نماید. بنابراین، در این مقاله یک روش مدل سازی نوین به منظور ترسیم هندسی ورق های فوم پیشنهاد شده است. این روش برمبنای ایجاد و تفاضل حفره های کروی با ابعاد تصادفی و موقعیت های تصادفی در درون ورق است که نسبت به روش های موجود مدل سازی فوم ترسیم نزدیک تر به واقعیتی از ورق فوم را ارائه می دهد. اغلب روش های موجود، از تکرار و توزیع یکنواخت سلول واحد استفاده می کند. در همین راستا، سه الگوریتم تفاضل پیش رونده، تفاضل نموی و تفاضل تصادفی حفره ها معرفی و توسعه یافته است. اعتبار مدل پیشنهادشده به روش هندسی و با مقایسه چهار پارامتر چگالی نسبی، گستره اندازه حفره ها، نحوه توزیع اندازه حفره ها درون ساختار فوم و اندازه میانگین حفره مورد بررسی قرار گرفته است. صحت سنجی انجام شده تطابق بالای این مدل با فوم های واقعی را نشان می دهد. مطالعه هندسی حاضر هم چنین نشان می دهد که با افزایش اندازه متوسط حفره ها، چگالی نسبی ورق فوم ابتدا افزایش و سپس، کاهش یافته است.