پديد آورنده :
ميرزاخاني، سام
عنوان :
پياده سازي عددي معادلات كوپل الاستيسيته - ميدان فازدو بعدي در تبديل فازهاي مارتنزيتي با استفاده از روش اجزاي محدود
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
يازده، ۶۹ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي جوان بخت بروجني
استاد مشاور :
محمد سيلاني
توصيفگر ها :
ميدان فاز , تبديل فاز (استحاله) مارتنزيتي , ابعاد نانو , اجزا محدود غيرخطي , پارامتر مشخصه
استاد داور :
مهدي سلمان تهراني، مصطفي جمشيديان
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/08/13
چكيده فارسي :
چكيده تبديل فاز يا استحالهي مارتنزيتي يك تبديل فاز مرتبه اول همراه با تغيير مكان اتمها نسبت به هم و بدون رخداد پديده نفوذ اتمها در هم است كه نقش مهمي در ايجاد نانو و مايكروساختارها و خواص مكانيكي در بسياري از مواد نظير آلياژهاي هوشمند ايفا ميكند در اين تحقيق معادالت كوپل االستيسيته ميدان فاز غير خطي براي پديده رشد جوانه و تبديل فازهاي مارتنزيتي تحت بارگذاريهاي گرمايي و مكانيكي در دو بعد و در فضاي كارتزين شبيه سازي شده است در ابتدا روش المان محدود خطي براي حل معادالت االستيسيته از يك سو و نيز روش اجزا محدود غيرخطي براي حل معادالت غيرخطي ميدان فاز از سوي ديگر پياده سازي و صحت معادالت و روش عددي براي هر قسمت بررسي گرديدند در ادامه معادالت االستيسيته و ميدان فاز غير خطي با يكديگركوپل شده و اين معادالت با تركيب كدهاي اجزا محدود توليد شده باال حل شدهاند شبيه سازيهاي موجود براي مسائل تنش صفحهاي و تك ورينت مارتنزيتي از سه ورينت مارتنزيتي موجود به كارگرفته شده است در پايان مثالهايي براي تبديل فازهاي مكعبي به مكعب مستطيل در آلياژ NiAl در ابعاد نانو مورد بررسي قرارگرفته كه از آن جمله ميتوان به ايجاد و انتشار صفحه مشترك تك بعدي آستنيت مارتنزيت رشد جوانه و نانوساختار مارتنزيت و هم چنين تبديل فاز معكوس تحت دما تنش و بارگذاري تركيبي دما و تنش اشاره نمود كه با استفاده از معادالت ميدان فاز و نيز معادالت كوپل االستيسيته ميدان فاز مدلسازي شدهاند كدهاي توليد شده ابزاري پايهاي و مناسب هستند كه با پيشرفت دادن آنها امكان تحليل مسائل گوناگون با ابعاد بزرگتر تعداد ورينت بيشتر و با شرايط بارگذاري گوناگون فراهم ميگردد كلمات كليدي ميدان فاز تبديل فاز استحاله مارتنزيتي ابعاد نانو اجزا محدود غيرخطي پارامتر مشخصه 1 هشت
چكيده انگليسي :
70Numerical implementation of 2D coupled elasticity phase field equations for martensitic phase transformations via finite element method Sam Mirzakhani s mirzakhani@me iut ac ir Date of Submission 2017 09 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Mahdi Javanbakht javanbakht@cc iut ac irAbstract In the present work a coupled system of phase field and elasticity equations is solved to simulate phasetransformations PTs for a single martensitic variant under thermal and mechanical loadings in theCartesian coordinate system The linear finite element method FEM is used to solve the linear smallstrain based elasticity equations for a plane stress problem On the other hand the nonlinear time dependent phase field Ginzburg Landau equations in 2D are solved using the nonlinear finite elementmethod Next the elasticity and phase field equations are coupled and solved using the FEM method andthe developed code The system of equations and the numerical procedure are verified using existinganalytical solutions Linear triangle elements and explicit method have been used in the FEM code Thestability and the mesh and time step independence of the solutions have been discussed For the phase fieldequation the isolated boundary condition is considered everywhere imposing the constant surface energyover the simulation domain Examples of cubic to tetragonal phase transformations in 2D for asingle martensitic variant are presented including plane interface propagation martensitic nucleus growthand reverse phase transformation under thermal and different mechanical loadings The austenite martensite interface velocity width and energy have been obtained The threshold stresses for austenite tomartensite PTs for the uniaxial and biaxial loaidngs and reverse PTs are calculated It is found the resultsare in a good agreement with the transformation work based criterion The developed FEM code representsa proper and accurate tool to study the PTs including nucleation growth and propagation of transformedphase reverse PTs and equilibrium and stability conditions for phase transformations under mechanical andthermal loadings in 2D A further development of the numerical procedure provides a powerful tool for thestudy of more complicated PTs Keywords Martensitic phase transformation Phase field approach Finite element method Nanoscale
استاد راهنما :
مهدي جوان بخت بروجني
استاد مشاور :
محمد سيلاني
استاد داور :
مهدي سلمان تهراني، مصطفي جمشيديان
