Análise do comportamento de deformação meso-mecânico de espumas de Al e espumas híbridas de Ni/Al usando medições de μCT em sequência temporal e fluxo óptico 3D

Espumas metálicas são uma classe interessante de materiais bioinspirados para construção leve e absorção de energia. Comumente, espumas de alumínio (Al) são utilizadas. No entanto, as propriedades mecânicas foram melhoradas pelo revestimento de espumas de Al puro com um revestimento de níquel (Ni) nanocristalino, resultando em espumas híbridas Ni/Al. Neste estudo, os mecanismos de deformação meso-mecânica em espumas de Al e as mudanças nos mecanismos nas espumas híbridas Ni/Al são analisados usando medições de tomografia computadorizada micro em sequência temporal em comparação entre modelagem numérica usando modelos de elementos finitos voxel e avaliação de campos de deslocamento usando fluxo óptico 3D. Isso proporciona insights nunca vistos sobre os mecanismos de deformação 3D altamente localizados dentro de todo o volume das espumas e não apenas nas superfícies, conforme fornecido pelos métodos convencionais de correlação de imagem digital. Deslocamentos calculados pelo algoritmo de fluxo óptico 3D demonstram sua capacidade de revelar uma concentração significativa de deformação plástica, particularmente evidente quando a deformação ocorre dentro de uma banda distinta e ligeiramente inclinada na região central. Simulações numéricas comuns utilizando modelos de plasticidade padrão não capturam com precisão essa deformação localizada, ressaltando a necessidade de integrar modelos de dano e amolecimento na simulação.