MODEL EFEKTYWNY DLA MATERIAŁÓW KOMÓRKOWYCH

            Poszukiwanie nowych wielofunkcyjnych materiałów odpowiada najnowszym tendencjom tworzenia materiałów o założonych z góry własnościach w tym również własnościach mechanicznych. Takie modelowanie oparte jest na znajomości relacji pomiędzy strukturą wewnętrzną a własnościami materiału w skali makro. Ustalenie tych relacji jest podstawowym zadaniem, którego rozwiązanie prowadzi do skonstruowania modelu efektywnego.

            Obiektem zainteresowań są materiały komórkowe o komórkach otwartych lub zamkniętych, które tworzą szkielet mikrostruktury o regularnym przestrzennym układzie oraz pianki charakteryzujące się układem nieregularnym. Własności mechaniczne takich struktur można wyznaczyć w oparciu o szczegółową analizę komórki reprezentatywnej, z postaci której można wnioskować o symetrii materiału. Typowa dla mikromechaniki koncepcja modelowania dwuskalowego prowadzi do sformułowania continuum zastępczego jako modelu efektywnego. Modelowanie struktury szkieletu elementami typu belkowego (dla komórek otwartych) lub płytowego (dla komórek zamkniętych) pozwala wyznaczyć składowe tensora sztywności dla materiału anizotropowego jako funkcje sztywności elementów składowych i parametrów opisujących geometrię komórki reprezentatywnej. Daje to możliwość sterowania parametrami mikrostruktury w celu modelowania wskazanych własności sprężystych materiału.

            W zakresie poza liniowo-sprężystym niezbędne jest podejście numeryczne oparte na teorii homogenizacji.

POWRÓT