جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمدعلی مصری پور)
موضوع: شبیه سازی میدان فاز رشد ترک در مواد نانوکامپوزیتی حاوی نانوذرات در فضای دو بعدی
ارائه دهنده: محمدعلی مصری پور
استاد راهنما: دکتر مهدی جوانبخت
استاد مشاور: دکتر حسین جعفرزاده
استادان داور: دکتر محمد مشایخی- دکتر محمد سیلانی
چکيده:
بررسی و پیش بینی پدیده رشد ترک در مواد مهندسی همواره از مسائل جذاب و مورد توجه در علم مهندسی مکانیک بودهاست. در سالهای اخیر با گسترش کاربرد آلیاژهای هوشمند و مواد نانوکامپوزیتی، تحلیل رفتاری این مواد در حضور ترک مورد توجه قرار گرفته است.
در این پژوهش مدلسازی رشد ترک در ماده نانوکامپوزیتی با استفاده از روش میدان فاز صورت می گیرد و از آنجا که در این مسئله به خصوص پارامتر فاز در واقع بیانگر حضور ماده یا ترک می باشد، مدلسازی رشد ترک با روش میدان فاز تحت توزیع بارگذاری های مختلف انجام گرفته است باتوجه به این که انرژی فعال سازی رشد ترک را می توان به اختلاف انرژی آزاد گیبس در دوفاز یا به بارگذاری های خارجی نسبت داد، بنابراین ارائه ی یک مدل واقعی که دربرگیرنده ترمودینامیک و تنش های سیستم است، لازم می باشد. در مطالعه حاضر ابتدا فرمولاسیون میدان فاز ترک استخراج می گردد. از آنجا که برای رشد ترک از روابط گینزبرگ-لاندا استفاده می شود، این امکان وجود دارد که کشش سطحی در روابط انرژی آزاد درنظرگرفته شود و این پارامتر را به صورت تنش غیرالاستیک تعریف نمود. سپس، اثرات تنش سطحی بر بارگذاری بحرانی و سرعت رشد ترک بررسی گردید. مسئله ی اصلی مدلسازی ریاضی آن است که، هرگونه فرمولاسیون رشد ترک، سازگار ترمودینامیکی باشد. برای حل معادلات کوپل حاصل ازنرم افزارهای موجود (کامسول) استفاده گردیده است.
مدلسازی ترک و پیش بینی رشد آن تحت بارگذاری ها و توزیع های مختلف ذرات کروی نانوکامپوزیتی با خاصیت مدول الاستیک و انرژی کریستالی متفاوت با ماده ی زمینه، هدف اصلی این پژوهش می باشد. مشاهده گردید، مسیر رشد ترک با تغییر خواص مدول الاستیک و انرژی کریستالی ذرات، تغییر می یابد و با افزایش این دو خاصیت، تمایل ترک در مواجهه با ذره، دور زدن آن می باشد. عامل دیگری که میتواند در مسیر رشد ترک موثر باشد فاصله طولی و زاویه ای ذرات از یکدیگر است که این دو عامل هم تاثیرات آنها به طور جداگانه بررسی گردید.