جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای علی نصر اصفهانی)

موضوع:  مدل‌سازی رشد دانه تحت گرادیان‌های حرارتی به روش میدان فاز

ارائه دهنده: علی نصر آزادانی

استادان راهنما: دکتر حسین جعفرزاده – دکتر مصطفی جمشیدیان

استادان داور: دکتر مهدی جوانبخت-دکتر محمدرضا فروزان

چکیده

  مطالعه ریزساختار مواد همواره از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا تغییرات ریزساختار موجب تغییرات خواص ماده می‌شود. رشد دانه نرمال به‌منظور کاهش انرژی مرزدانه‌ها صورت می‌گیرد. رشد دانه می‌تواند تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله تغییرات دما باشد. هدف از این پژوهش مدل‌سازی رشد دانه تحت گرادیان‌های حرارتی می‌باشد. به‌منظور دستیابی به این هدف از روش میدان فاز استفاده شده است. ابتدا میدان حرارتی در یک فرایند ساخت افزودنی ذوب انتخابی لیزری به کمک زبان برنامه‌نویسی متلب پیاده‌سازی شده است و توزیع دما در صفحه‌ای دو‌بعدی استخراج شده است. منظور از صفحه دو‌بعدی صفحه‌ای است که یک بعد آن در راستای حرکت لیزر و بعد دیگر در راستای ضخامت ماده می‌باشد. سپس سه نقطه در عمق‌های مختلف هندسه انتخاب می‌شود و تغییرات دمای آن‌ها در طول زمان حل به‌دست می‌آید. داده‌های دما در هر گام حل به عنوان ورودی به شبیه‌سازی میدان فاز استفاده می‌شود. به‌جهت کوپل کردن مکانی شبیه‌سازی میدان حرارتی و میدان فاز از یک رویکرد چندمقیاسی استفاده شده است. به‌گونه‌ای که یک حجمک نماینده تصادفی با طول مشخصه معین به نقاط مادی که تغییرات دمای آن‌ها در طول زمان استخراج شده است، اختصاص داده می‌شود. سپس شبیه‌سازی میدان فاز برای سه حجمک نماینده در عمق‌های تعیین شده انجام می‌شود و رشد دانه و حرکت مرزدانه‌ها در این سه حجمک نماینده با یکدیگر مقایسه می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد در حجمک نماینده‌ای که دمای بیشتری را تجربه کرده است تحرک مرزدانه‌ها نیز بیشتر است. در نتیجه نرخ رشد دانه یا به‌عبارتی درشت شدن دانه بیشتر می‌باشد.