elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Geometric and finite element modeling of biopolymer aerogels to characterize their microstructural and mechanical properties

Chandrasekaran, Rajesh und Hillgärtner, Markus und Rege, Ameya Govind und Milow, Barbara und Itskov, Mikhail (2021) Geometric and finite element modeling of biopolymer aerogels to characterize their microstructural and mechanical properties. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 21 (1), e202100122. Wiley. doi: 10.1002/pamm.202100122. ISSN 1617-7061.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pamm.202100122

Kurzfassung

Biopolymer aerogels belong to a class of highly open-porous cellular materials. Their macroscopic mechanical properties (such as elasticity or thermal conductivity) depend on microstructural features (namely pore size distribution (PSD), fiber diameter and solid fraction), which can be tailored by different synthesis and drying routes. The design of modern aerogel materials requires a better perception into the microstructure and its influence on the mechanical properties. To predict the material properties using simulation, it is significant to construct a geometric model which is sufficiently precise to represent the microstructure of real materials. A tessellation approach based on Voronoi diagrams is a powerful tool to model such cellular-like materials. In this contribution, the diversified cellular morphology of aerogels is described computationally using a Voronoi tessellation-based approach [1]. Accordingly, Voronoi tessellations are generated to create periodic representative volume elements (RVEs) resembling the microstructural properties of the cellular network. Stress-strain curves resulting from finite element simulations of these RVEs and experiments of the aerogels under compression are compared. This work is an extension of our previous Voronoi tessellation-based on the 2-d description of biopolymer aerogels [2].

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148431/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Geometric and finite element modeling of biopolymer aerogels to characterize their microstructural and mechanical properties
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chandrasekaran, RajeshRWTH Aachen UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hillgärtner, MarkusRWTH Aachen UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Itskov, MikhailRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Dezember 2021
Erschienen in:Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:21
DOI:10.1002/pamm.202100122
Seitenbereich:e202100122
Verlag:Wiley
ISSN:1617-7061
Status:veröffentlicht
Stichwörter:biopolymer aerogel, laguerre-voronoi, finite element model, reconstruction
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGC Fahrzeugstruktur II (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Rege, Dr. Ameya Govind
Hinterlegt am:24 Jan 2022 09:07
Letzte Änderung:24 Jan 2022 09:07

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.