شبيه‌سازي رشد ترك خستگي به روش ديناميك مولكولي درشت‌دانه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

رشد ترك خستگي در مواد مختلف از جمله فلزات از مهم‌ترين موضوعات در صنايع مختلف مي‌باشد و شبيه‌سازي ديناميك مولكولي به طور گسترده‌اي براي بررسي مكانيسم اساسي رفتارهاي شكست مواد در 20 سال گذشته استفاده شده است. مشخص شده است كه فرآيند شكست با انتشار نابجايي‌هاي لبه‌اي، توليد دوقلو از نوك ترك و ايجاد عيوب انباشته همراه است. در اين پژوهش مكانيزم انتشار ترك خستگي تحت بارگذاري چرخه‌اي در آلومينيوم تك‌كريستال با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي و به روش درشت‌دانه مورد بررسي قرار گرفته و شبيه‌سازي نمونه نيز توسط نرم‌افزار لمپس صورت گرفته است. اين تكنيك به كاهش هزينه‌هاي محاسباتي كمك كرده و با استفاده از آن مي‌توان مدل‌هاي سه‌بعدي با ابعاد بزرگتري را مورد بررسي قرار داد. با توجه به اينكه اين روش بر مبناي كاهش ناحيه پلاستيك پتانسيل مورد استفاده قرار دارد، باعث كاهش رشد نابجايي‌ها در ماده شده و ماده به صورت كاملا ترد دچار شكست مي‌شود. براي صحت‌سنجي شبيه‌سازي مدل نيز، مدل با نمونه شبيه‌سازي شده ديناميك مولكولي تمام اتمي مورد مقايسه قرار گرفته است. از آنجايي كه توان رابطه پاريس براي هر دو مدل نزديك به هم به‌دست آمده است و هم‌چنين اين عدد با پژوهش‌هاي صورت گرفته پيشين مورد مقايسه قرار گرفته و قابل توجيه مي‌باشد، لذا اين روش قابل استناد بوده و مي‌تواند براي مكانيزم خستگي مورد استفاده قرار گيرد.

229760

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان