پديد آورنده :
رئيسي واناني، زهره
عنوان :
شبيه‌سازي ميدان فاز تحول نانوحفره‌ها بر مبناي خواص الاستيك و ضرايب انرژي وابسته به دما و ضريب سينتيك وابسته به غلظت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، [70]ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
روش ميدان فاز , استحاله‌ي فازي , نانوحفره , غلظت نانوحفره , خواص وابسته به دما , معادلات كوپله
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/12/08
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/12/15
چكيده فارسي :
عيوب موجود در ماده همواره خواص و رفتار آن را تحت تاثير قرار مي‌دهد. حفره‌ها نمونه‌اي از عيوب سه‌بعدي هستند كه به سبب تراكم جاهاي خالي در ماده به‌وجود مي‌آيند. زماني كه حفره در ماده ايجاد مي‌شود نوعي استحاله‌ي فازي همراه با نفوذ صورت مي‌گيرد. اين استحاله باعث تغيير خواص گرمايي و مكانيكي ماده مي‌شود بنابراين بايد تغيير خواص ماده ناشي از رشد و توزيع حفره‌ها مورد بحث و بررسي قرار گيرند. در پژوهش حاضر با كوپل معادلات كان ـ هيليارد و الاستيسيته به شبيه‌سازي تحول نانوحفره بر مبناي خواص الاستيك و ضرايب انرژي وابسته به دما و نيز ضريب سينتيك وابسته به غلظت، پرداخته شده است. كوپل معادلات به روش اجزاي محدود و با استفاده از نرم‌افزار كامسول با حل‌گر مجزا، تحليل گرديده‌اند. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه تنش صفحه مشترك جامد ـ گاز نمي‌تواند به تنهايي فيزيك مسئله‌ي رشد نانوحفره را توصيف كند. از اين پژوهش مي‌توان دريافت كه ضريب كرنش غيرالاستيك ناشي از وجود نانوحفره را نمي‌توان به‌صورت تابعي از شعاع لحظه‌اي نانوحفره در نظر گرفت. همچنين در اين پژوهش اثر گراديان دما بر رشد نانوحفره مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج اين بررسي نشان مي‌دهد كه نانوحفره‌ها به سمت قسمت‌هايي از نمونه كه دماي بالاتري دارند حركت مي‌كنند. رشد نانوحفره در حضور ماده‌ي ناخالصي و كرنش غيرالاستيك موضعي از ديگر موارد مورد بررسي در اين پژوهش مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه نانوحفره با نزديك شدن به ناحيه‌ي ناخالصي جذب آن مي‌شود. همچنين تغييرات نانوحفره در حضور اتم بين‌نشيني مورد بررسي قرار گرفته است. مشاهدات نشان مي‌دهد كه نانوحفره در حضور اتم بين‌نشيني منقبض مي‌شود و ميزان اين انقباض به نرخ نابودي نانوحفره وابسته است.
چكيده انگليسي :
Defects in the material always affect its properties and behavior. voids are examples of three-dimensional defects that occur due to the density of vacancies in the material. When a void is created in the material, a kind of phase transformation takes place along with penetration. This transformation changes the thermal and mechanical properties of the material, so the properties changes of the material caused by the growth and distribution of voids are supposed to be discussed and investigated. In this research, Phase field simulation of nanovoids evolution based on temperature dependent elastic properties and energy coefficients and concentration dependent kinetic coefficient is addressed. Coupling of Cahn-Hilliard and elasticity equations have been analyzed by finite element method and using COMSOL software with separate solver. The results of this research show that the solid-gas interfacial tension cannot describe the physics of nanovoid growth lonely. According to this research, we can find out that the misfit strain constant caused by the presence of nanovoid cannot be considered as a function of the instantaneous radius of the nanovoid. Also, in this research, the effect of temperature gradient on nanovoid growth have been investigated. The results of this investigation show that the nanovoids move towards the parts of the sample that has higher temperature. nanovoid growth in the presence of inclusion and local inelastic strain is other cases investigated in this study. The results show that the nanovoid is absorbed by approaching to the inclusion region. Also, the changes of the nanovoid in the presence of the interstitial atom have been investigated. The observations show that the nanovoid shrinks in the presence of the interstitial atom and the extent of this contraction depends on the destruction rate of the nanovoid.
استاد راهنما :
محمدرضا فروزان
استاد داور :
محمدرضا فروزان , مهدي سلماني تهراني
