13200

12043

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك

۱۳۹۶

ده، ۹۸ص.:‌ مصور، جدول، نمودار

سعيد ضيايي راد

مهدي جوانبخت، مصطفي جمشيديان

1396/11/16

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

ID12043

چكيده در اين تحقيق خواص مكانيكي دو كريستالي آهن شامل مرزدانه كج متقارن 5 به كمك شبيهسازي فرآيند نانو فروبرش توسط روش ديناميك مولكولي محاسبه ميگردد براي شبيهسازي فرآيند از نرمافزار GPIUTMD كه در دانشكده مكانيك دانشگاه صنعتي اصفهان توسعهيافته است استفاده شد فرآيند نانو فروبرش توسط يك فرورونده كروي مجازي شبيهسازي گرديد تئوري حاكم بر فرآيند نانو فروبرش تئوري هرتز است و همچنين يك پتانسيل زير اتمي از نوع EAM براي توصيف رفتار و برهمكنش ذرات سيستم به كار رفت در اين تحقيق بهمنظور درك مناسبتر از برهمكنشهاي بين عيوب يكبعدي و مرزدانه شبيهسازي براي دو كريستالي چرخيده نسبت به محور عمود بر مرزدانه صورت گرفت شبيهسازي براي 40 زاويه مختلف انجام و نتايج بهدست آمده شامل روابط تحليلي براي خواصي همچون مدول يانگ و تنش برشي بيشينه و سختي ماده بود براي بهدست آوردن مدول يانگ ماده ضرايب پواسون در هر زاويه بر اساس ماتريس دوران كلي بهدست آمد همچنين براي اطمينان از درستي روابط تحليلي يك زاويه ديگر غير از 40 زاويه قبلي شبيهسازي و با نتايج رابطه تحليلي مقايسه شد كه نشان از صحت رابطه ميداد نواحي افت بار متفاوت در زواياي مختلف سبب تفاوت در مقادير خواص مكانيكي شد بهعالوه تعيين شعاع تماس از دو راه اختالفي را در نتايج حاصل از دو روش حل ايجاد كرد نتايج نشان داد كه در هيچ زاويهاي برخورد نابجاييها با مرزدانه باعث عبور آنها از مرزدانه نميشود براي بررسي دقيقتر مقدار انرژي مرزدانه و نابجايي ها محاسبه و مشخص شد كه انرژي نابجايي از مرزدانه كمتر است در حقيقت مرزدانه مورد نظر از استحكام كافي براي جلوگيري از عبور نابجاييها برخوردار بود واژههاي كليدي ديناميك مولكولي نانو فروبرش دوكريستالي مرزدانه نابجاييها

33 The effect of Nanoindentation orientation with respect to 5 grain boundary on iron mechanical properties using Molecular Dynamic Simulations Saeed Zahabi Amroabadi Saeed zahabi@me iut ac ir 1 14 2018 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Lnaguage Farsi Prof Saeed Ziaei Rad szrad@cc iut ac ir AbstractIn this research the mechanical properties of iron bicrystal including 5 symmetrical tilt grin boundary arecalculated by simulating the nanoindentation using molecular dynamics method In order to simulating of theprocess the GPIUTMD software developed at the Faculty of Mechanics of Isfahan University of Technology wasused Nanoindentation process was simulated by a spherical indentor The theory governing the nanoindentationprocess is the Hertz theory and also a subatomic potential of the EAM type was used in order to describe thebehavior and interactions of the particles of the system In this study simulation for rotating bicrystal wascompared to the cross sectional axis in order to better understand the disintegration of one dimensional andboundary defects Simulation for 12 different angles was performed and the results obtained included analyticalrelationships for properties such as Young s modulus and maximum shear stress and hardness of material Toobtain the Young s modulus the Poisson coefficients were obtained at each angle based on the general timematrix Also to ensure the accuracy of the analytic relationships an angle other than the previous 12 angles wassimulated and compared with the results of the analytic relationship that showed the verification of equation Different loading zones at different angles caused a difference in values of mechanical properties In addition determining the radius of contact made some differences in results of two methods of solving The results showedthat in any angle collisions with boundaries do not allow them to cross the boundary In order to study moreaccurately the amount of grain boundary energy and dislocations energy it was determined that the energy ofdislocations is less than the grain boundary value In fact the desired boundary had Sufficient strength to preventthe passing of dislocations Key wordsMolecular Dynamic Nanoindentation Bicrystal Grain Boundary Dislocations

سعيد ضيايي راد

مهدي جوانبخت، مصطفي جمشيديان