پديد آورنده :
توسلي، حميدرضا
عنوان :
شبيه‌سازي رشد ترك خستگي به روش ديناميك مولكولي درشت‌دانه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 66ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ديناميك مولكولي , نابجايي لبه‌اي , عيوب انباشته , آلومينيوم تك كريستال , نرم‌افزار لمپس , ديناميك مولكولي درشت‌دانه , رابطه پاريس
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/06/25
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/06/25
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
Fatigue crack propagation in various materials, including metals, is one of the most important topics in various industries, and molecular dynamics simulation has been widely used to investigate the basic mechanism of material failure behaviors in the last 20 years. It has been found that the fracture process is accompanied by the propagation of edge dislocations, the generation of twinning from the crack tip, and the generation of accumulated defects. In this research, the mechanism of fatigue crack propagation under cyclic loading in single crystal aluminum has been investigated using molecular dynamics simulation and the coarse-grained method, and the sample simulation has also been done by LAMMPS software. This technique has helped to reduce computational costs and by using it, 3D models with larger dimensions can be examined. Considering that this method is used based on reducing the potential plastic area, it reduces the growth of dislocations in the material and the material fails in a completely brittle manner. To validate the model simulation, the model has been compared with the all-atom molecular dynamics simulated sample. Since the power of Paris equation for both models is obtained close to each other and also this number is compared with previous researches and can be justified, therefore this method can be cited and can be used for the fatigue mechanisms.
استاد راهنما :
محمد سيلاني
استاد داور :
محمد مشايخي , محمدرضا فروزان
