Reconstrução microestrutural 2D e 3D de ferro fundido nodular pelo método de Yeong Torquato

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ferreira, Caio Costa Abrantes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Otimização; Recozimento simulado; Reconstrução de meios heterogêneos; Microestrutura; Caracterização; Ferro fundido nodular; Reconstrução microestrutural; Método de Yeong-­Torquato; Engenharia metalúrgica; Produção intelectual; Optimization; Simulated annealing; Heterogeneous media reconstruction; Microstructure; Characterization; Nodular cast iron
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26648

A reconstrução de meios aleatórios heterogêneos tem sido um tema cada vez mais popular em Materiais, uma vez que este tipo de meio é amplamente encontrado na natureza e em materiais desenvolvidos pelo homem. Uma reconstrução ideal inclui todas as características microestruturais da referência, e permite simulações de grandezas físicas compatíveis com as obtidas por meios experimentais. Um dos métodos mais consagrados nesta área é o desenvolvido por Yeong e Torquato, baseado na técnica de otimização de simulated annealing. Este método inicia com uma matriz aleatória e, por meio de trocas sucessivas de pixels, procura­se baixar a energia até uma tolerância próxima de zero. Neste trabalho, são feitas três reconstruções 2D e três reconstruções 3D de um ferro fundido, todas elas baseadas numa única seção plana, e suas medidas estereológicas e metalográficas são comparadas com aquelas da referência. Em cada uma delas, usou­se alguma combinação de três funções de correlação disponíveis na literatura (função de correlação de co­ocorrência ­ CCF, função de correlação de dois pontos ­ 2 e função de correlação por cluster ­ 2) e duas técnicas de amostragem (uma baseada no formalismo partícula­sítio, ou Gas­Lattice Particle ­ GLP, e outra ortogonal). As reconstruções usando 2 e 2 com amostragem GLP forneceram os melhores resultados tanto no caso 2D como no 3D, reunindo morfologia realista e compatibilidade com as medidas estereológicas. Observou­se efeito de borda razoável que distorceu algumas métricas, mas que pôde ser amenizado com um simples corte nas bordas da microestrutura gerada. Os resultados deste estudo inicial sugerem que o método de Yeong­Torquato tem amplo potencial de aplicação na Ciência dos Materiais e, em particular, em Metalurgia. No futuro, o procedimento poderá permitir reconstruções 3D a partir de seções planas de microestruturas muito mais complexas quando combinado com funções de correlação mais descritivas.