Article (Périodiques scientifiques)
Analysis of an open foam generated from computerized tomography scans of physical foam samples
Leblanc, Christophe; Kilingar, Nanda Gopala; Jung, Anne et al.
2022In International Journal for Numerical Methods in Engineering, 123, p. 4267-4295
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Mots-clés :
General Engineering; Numerical Analysis; Material science; Foam; Tomography; Boundary representation; Finite element methods
Résumé :
[en] The present article introduces an automated procedure to construct geometrical Representative Volume Elements (RVE) of open-foam cellular materials from com- puterized tomography (CT) images, with the final aim of generating meshable geometries usable in the Finite Element Method (FEM) used in order to analyse their mechanical behaviour. The methodology consists in growing and fitting a set of ellip- soids to each of the foam cells. These ellipsoids are seeded by local maxima of the distance to the struts obtained from computer tomography images. This methodol- ogy is thus fully voxel-based and does not depend on any assumption about statistical distributions of the foam cells. Therefore, it is able to reproduce an accurate geomet- rical model of the foam’s microstructure and its possible irregularities. Moreover, this procedure allows the processing of large 3D data sets that do not fit the random access memory (RAM) by slicing it into smaller independent chunks. The effective- ness of the proposed approach is illustrated by comparing it to FEM simulations for which meshes are obtained from a feature reconstruction approach. Both FEM sim- ulations are then compared with experimental results of uniaxial compressions of an open foam.
Disciplines :
Ingénierie mécanique
Auteur, co-auteur :
Leblanc, Christophe  ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Kilingar, Nanda Gopala ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Jung, Anne;  Applied Mechanics ‐ Foams and Metamaterials Saarland University Saarbrucken Germany
Kamel, Karim Ehab Moustafa;  Architecture & Town Planning Department (BATir) Université Libre de Bruxelles Bruxelles Belgium
Massart, Thierry Jacques;  Architecture & Town Planning Department (BATir) Université Libre de Bruxelles Bruxelles Belgium
Noels, Ludovic  ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Béchet, Eric  ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Langue du document :
Anglais
Titre :
Analysis of an open foam generated from computerized tomography scans of physical foam samples
Date de publication/diffusion :
09 mai 2022
Titre du périodique :
International Journal for Numerical Methods in Engineering
ISSN :
0029-5981
eISSN :
1097-0207
Maison d'édition :
Wiley
Volume/Tome :
123
Pagination :
4267-4295
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Intitulé du projet de recherche :
ARC 09/14-02 BRIDGING
F.R.SF. N.R.S. EnlightenIt project
Organisme subsidiant :
ARC 09/14-02 BRIDGING
N° du Fonds :
PDR T.0038.16
Subventionnement (détails) :
The research has been funded by the Actions de recherche concertées ARC 09/14-02 BRIDGING – From imaging to geometrical modeling of complex micro-structured materials: Bridging computational engineering and material science from the Direction générale de l’Enseignement non obligatoire de la Recherche scientifique, Direction de la Recherche scientifique, Communauté française de Belgique, and granted by the Académie Universitaire Wallonie-Europe and by the “F.R.SF. N.R.S. EnlightenIt project”, grant number PDR T.0038.16. Computational resources have been provided by the supercomputing facilities of the Consortium des Équipements de Calcul Intensif en Fédération Wallonie Bruxelles (CECI) funded by the Fond de la Recherche Scientifique de Belgique (FRS-FNRS).
Disponible sur ORBi :
depuis le 16 mai 2022

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