جلسه دفاع از رساله دکتری محمد جعفری گلویک

فارسی

موضوع : مدل­سازی ساختاری حرکت مرزدانه با استفاده از روش کریستال پلاستیسیته بر مبنای چگالی نابجایی و روش میدان فاز
ارائه دهنده : محمد جعفری گلویک
استاد راهنما :  دکتر سعید ضیایی راد
استاد مشاور : دکتر مصطفی جمشیدیان
استاد/ اساتید داور :  دکتر احمد عاصم­پور- دکتر حسین حسینی تودشکی- دکتر محمد مشایخی-دکتر مهدی جوانبخت
 
چکیده
در این رساله، یک مدل ساختاری سه بعدی و تغییر شکل محدود برای مدل‌سازی مکانیزم حرکت مرزدانه متاثر از کرنش بر اساس قوانین ترمودینامیک ارائه می‌شود. حداقل‌کردن انرژی مرزدانه، انرژی کرنشی الاستیک و انرژی کرنشی پلاستیک ذخیره شده  ناشی از نابجایی‌های داخل دانه، نیروی محرک لازم برای حرکت مرزدانه‌ها را در یک ماده تغییرشکل یافته فراهم می‌کنند. در بخش اول از این پایان نامه‌، بدون درنظر گرفتن حرکت مرزدانه، یک مدل ساختاری  کریستال پلاستیسیته بر مبنای چگالی نابجایی تغییر شکل محدود، سه بعدی، سازگار با قوانین ترمودینامیک برای بیان توزیع نابجایی‌های ذخیره شده در داخل میکروساختار یک ماده پلی کریستالی ارائه می‌شود. با پیاده‌سازی عددی تئوری ساختاری کریستال پلاستیسیته بر مبنای چگالی نابجایی در نرم افزار المان محدود آباکوس استاندارد از طریق نوشتن زیربرنامه، توزیع انرژی کرنشی ذخیره شده در داخل پلی‌کریستال آلومینیوم به منظور تحقیق در مورد نیروی محرک لازم برای حرکت مرزدانه مورد بررسی قرار می‌گیرد. تحلیل‌های آماری از نتایج شبیه‌سازی عددی بدون در نظر گرفتن حرکت مرزدانه نشان می‌دهد که نیروی محرک لازم برای حرکت مرزدانه متاثر از کرنش ناشی از تفاوت انرژی کرنشی ذخیره شده در دو طرف مرزدانه به شدت وابسته به توزیع انرژی کرنشی ذخیره شده در داخل دانه است. حرکت مرزدانه معمولا از نواحی خاصی که تفاوت انرژی کرنشی ذخیره شده بالایی در دو طرف مرزدانه وجود دارد، اتفاق می‌افتد. در ادامه در این رساله، با ترکیب تئوری کریستال پلاستیسیته بر مبنای چگالی نابجایی با تئوری میدان فاز بر اساس قانون دوم ترمودینامیک حرکت مرزدانه مدل‌سازی می‌شود. تئوری ساختاری ارائه شده به صورت چند مقیاسی با ترکیب روش المان محدود در مقیاس ماکرو برای محاسبات ترمومکانیکی و روش میدان فاز در مقیاس مزو برای شبیه‌سازی حرکت مرزدانه پیاده‌سازی می‌شود. با پیاده‌سازی عددی این تئوری و انجام شبیه‌سازی‌هایی از فرآیند ترمومکانیکی واقعی حرکت مرزدانه متاثر از کرنش برای پلی‌کریستال تانتالوم در حین تغییر شکل در دمای بالا، که نتایج آن در مقالات موجود بود، مدل ارائه شده مورد راستی آزمایی قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان داد که مدل ساختاری توسعه داده شده می‌تواند به خوبی حرکت مرزدانه متاثر از کرنش دینامیکی را به صورت کمی و کیفی شبیه سازی کند. بعد از راستی آزمائی مدل ساختاری و الگوریتم عددی توسعه داده شده، از مدل ارائه شده برای شبیه‌سازی حرکت مرزدانه متاثر از کرنش استاتیکی استفاده می‌شود. با انجام شبیه‌سازی حرکت مرزدانه متاثر از کرنش استاتیکی بر روی چندین نمونه پلی‌کریستال آلومینیوم با مقیاس‌های طولی مختلف، اثر مقیاس طولی همانند اندازه دانه بر روی مکانیزم حرکت مرزدانه در طی فرآیند عملیات حرارتی مورد بررسی قرار می‌گیرد. درحالی‌که نیروی محرک انحنا برای مقیاس‌های طولی میکروساختار نسبتا کوچک تعیین کننده مکانیزم رشد دانه می‌باشد و منجر به تغییرات میکروساختار از طریق رشد نرمال دانه می‌شود، حرکت مرزدانه متاثر از کرنش برای مقیاس‌های طولی میکروساختاری بزرگ سبب تغییرات میکروساختار از طریق رشد غیرعادی دانه‌های با انرژی کرنشی ذخیره شده کم می‌شود.

مکان: 

سمینار1 دانشکده مهندسی مکانیک

تاریخ: 

پنجشنبه, بهمن 5, 1396 - 13:30

نوع رویداد: 

سمینار علمی

عکس: 

تحت نظارت وف بومی آسپا-وف