عنوان
پيش‌بيني رفتار ترموالاستيك و ويسكوپلاستيك غيرخطي آلياژهاي غيرهمگن با استفاده از مدل همگن‌سازي ميدان متوسط
نويسنده اصلي
وجيهه مطهري نژاد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اغلب مواد مهندسي مورد استفاده در صنعت ناهمگن بوده كه در حين كار در معرض بارگذاري در شرايط مختلف قرار مي‌گيرند. با توجه به اينكه خواص مكانيكي مؤثر يك ماده ناهمگن متأثر از مقدار و خواص فازهاي متشكل آن مي‌باشد، بنابراين مطالعه رفتار مكانيكي (الاستيك و ويسكوپلاستيك) اين مواد بر مبناي ريزساختار آنها و مرتبط ساختن مكانيسم‌هاي تغيير شكل با ريزساختار و شرايط بارگذاري و در نتيجه تعيين خواص مؤثر مواد غيرهمگن حائز اهميت است. به منظور مرتبط ساختن رفتار مكانيكي مواد ناهمگن در مقياس ميكروسكوپي با خواص ماكروسكوپي آنها از مدل هاي همگن‌سازي استفاده مي‌شود كه در آنها با توجه مشخصات ريز ساختاري ماده (شكل دانه، جهت گيري دانه ها، نوع و مقدار فازها) و تكنيك‌هاي يكنواخت‌سازي، خواص ميانگين و مؤثر ماده مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد.
در جهت اين هدف، مدل‌هاي همگن‌سازي متفاوتي ارائه و توسعه‌يافته كه در اين تحقيق، با مقايسه و مطالعه در ادبيات موضوع، روش انتقال مقياس ميدان متوسط خودسازگار، به‌عنوان ابزار پيش‌بيني خواص مؤثر براي مواد ناهمگن ازجمله پلي‌كريستال‌ها استفاده شد، اين روش بر پايه معادلات مكانيك پيوسته و معادلات بنيادي است كه براي حل عددي اين معادلات، روش تلفيقي افزايشي با استفاده از كد نويسي به زبان فرترن انجام شد.
در مطالعه‌ي رفتار الاستيك، رفتار موضعي غير همسانگرد براي پلي كريستال مس، با تعداد 2000 جهت‌گيري اتفاقي و 938 جهت‌گيري واقعي، در المان حجمي معرف، بررسي شد و براي هر دو جهت‌گيري رفتار مؤثر همسانگرد تعيين شد. مدول يانگ با استفاده از مدل تقريباً برابر با 130مگاپاسگال براي مس بدست آمد كه با نتايج تجربي موجود هم‌خواني خوبي دارد. علاوه بر آن، رفتار الاستيك و ترموالاستيك ماده‌ي دوفازي مجازي در شرايط مرزي مختلف به‌روش همگن‌سازي و با استفاده از كدنويسي پيش‌بيني شده و با حل تحليلي معادلات حاكم بر آنها مقايسه گرديد كه انطباق مناسبي بين آنها بدست آمد. هم‌چنين، با مقايسه‌ي رفتار غير همسانگرد الاستيك مس و برنج آلفا، مشخص شد كه شدت غير همسانگردي بيشتر باعث وقوع سيستم‌هاي لغزش اوليه است كه نتايج تجربي را نيز ارضا مي‌كند. در ادامه، يك مدل كامپيوتري توسعه يافت تا توانايي حل رفتار ويسكوپلاستيك غيرخطي را در بارگذاري سيكلي و محاسبه‌ي اتلاف انرژي داشته باشد كه با توجه به حلقه‌ي هيسترزيس، رابطه‌ي مستقيم پارامترهاي تنش و كارسختي و رابطه‌ي غيرمستقيم پارامتر فركانس، با اتلاف انرژي مشخص گرديد. با استفاده از پيش بيني هاي مدل نشان داده شد كه بين تنش با اتلاف انرژي رابطه درجه دو حاكم است كه با نتايج تجربي هم سازگاري دارد. بعلاوه با بررسي رفتار ويسكوپلاستيك در تنش‌ها و فركانس‌هاي مختلف مشخص شد كه غير همسانگردي موجب كاهش اتلاف انرژي مي‌شود.
واژه‌هاي كليدي: همگن‌سازي، روش خودسازگار، معادلات بنيادي، پلي‌كريستال، بارگذاري سيكلي
شماره ركورد
191043
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
دكتر باقر محمدصادقي
رشته تحصيلي
شناسايي و انتخاب مواد فلزي
استاد راهنما
دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر سيد حسين سيدين