A 149 Line Homogenization Code for 3D Cellular Materials Written in Matlab

Dong, G.; Tang, Y.; Zhao, Y.F. (2023). A 149 Line Homogenization Code for 3D Cellular Materials Written in Matlab.

 

Du fait de leur propriété, les architectures cellulaires sont prometteuses pour de multiples applications d’ingénierie. La fabrication additive (FA) a réduit la difficulté de fabrication des matériaux cellulaires tridimensionnels (3D). Dans cet article, la méthode d’homogénéisation numérique pour les matériaux cellulaires 3D est fournie sur la base d’un code Matlab court et autonome. Il s’agit d’une description pédagogique qui montre comment la matrice constitutive homogénéisée est calculée à l’aide d’un modèle de voxel dont un matériau est vide et un autre solide. Un algorithme de génération de voxels est proposé pour générer facilement le modèle de voxels à l’aide de scripts filaires de topologie de cellules unitaires. Le format du script filaire est défini de manière à ce que la topologie puisse être personnalisée. Le code d’homogénéisation est ensuite étendu aux structures cellulaires multi-matériaux et aux problèmes de conductivité thermique. Les résultats de l’homogénéisation numérique montrent que les différentes topologies présentent des propriétés élastiques anisotropes dans une mesure différente. On constate également que l’anisotropie des matériaux cellulaires peut être contrôlée en ajustant la combinaison des matériaux.