عنوان پایان‌نامه
مدل سازی چند مقیاسی پلاستیسیته و شکست بر مبنای دینامیک نابجایی ها در فولادهای مقاوم شده با رسوبات نانو به منظور بهبود رفتار لرزه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1817;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59220
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- امیررضا کیهانی
- استاد راهنما
- سهیل محمدی توچائی, رضا رومینا
- چکیده
- رفتار پلاستیک و شکست کریستال‌های مقاوم‌شده با رسوبات نانو با درنظر گرفتن اندرکنش نابجایی-رسوب به صورت صریح در یک ساختار چندمقیاسی مبتنی بر دو مقیاس مورد بررسی قرار می‌گیرد. در مقیاس میکرو تحلیل برمبنای دینامیک نابجایی‌ها امکان بررسی مسائل وابسته به اندازه را فراهم می‌کند و مقیاس ماکرو برپایه تئوری مکانیک محیط‌های پیوسته و معادلات حاکم است. به منظور مدل‌سازی رسوبات در حجم زیاد در ساختار دینامیک نابجایی‌ها، یک روش جدید ارائه شده که علاوه بر انطباق بیشتر با تئوری‌های پایه مکانیک آماری اندرکنش نابجایی-رسوب نسبت به روش‌های پیشین، هزینه محاسباتی کمتری نیز خواهد داشت. تاثیر نوع رسوبات و مقاومت نسبی آن‌ها بر کرنش‌های پلاستیک با احتساب اندرکنش مستقیم نابجایی-رسوب در حجم کوچک از دو دیدگاه دینامیک نابجایی‌ها و تحلیل چندمقیاسی مورد بررسی قرار گرفته است. با ترکیب دینامیک نابجایی‌ها و روش اجزای محدود توسعه‌یافته، یک ساختار ترکیبی برای تحلیل توأم نابجایی‌ها و ناپیوستگی‌ها ارائه شده که محدودیت‌های سایر روش‌های مدل‌سازی ناپیوستگی‌ها در دینامیک نابجایی‌ها از جمله گسترش ترک تحت مدهای ترکیبی و وابستگی مش به هندسه ناپیوستگی‌ها را برطرف می‌کند. با بهره‌گیری از این ساختار ناحیه نزدیک نوک ترک در کریستال‌های مقاوم‌شده با رسوبات با چگالی‌های مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به این که ماهیت پدیده پلاستیسیته وابسته به رفتار نابجایی‌ها است، ساختار ارائه شده کاربرد مهمی در بررسی رفتار پلاستیک مواد به ویژه مواد نانوساختار کریستالی خواهد داشت.
- Abstract
- Plastic and fracture behaviors of precipitate hardened crystalline materials are investigated by coupling the two micro and continuum scales. In the micro scale, plasticity is determined by explicit three-dimensional dislocation dynamics analysis and the continuum scale where energy transport is based on the basic continuum mechanics laws. In order to model large density of precipitates with various characteristics, a new computational method is developed which is more consistent with the basic statistical mechanics assumptions and requires lower computational cost. The effects of precipitate types and their resistance are investigated by two approaches in a small domain containing the precipitate. A hybrid approach for modeling dislocation movements and other discontinuities such as cracks is developed by coupling the discrete dislocation dynamics and the extended finite element method (XFEM) which avoids limitations of other approaches in dealing with mixed mode crack propagation and improves mesh independency of the results. By utilizing this hybrid approach, plasticity in a small domain near a crack tip in nano precipitate reinforced composites by various precipitate densities is modeled. Considering that the plastic behavior of crystalline materials depends on collective motion of dislocations, the present approach has a significant application in determining the plastic response of nano crystalline materials.
