مدل سازی میکرومکانیکی رفتار تغییر شکل لغزشی فلزات کریستالی با استفاده از تئوری کریستال پلاستیسیته

اغلب فلزاتی که در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند بصورت پلی کریستال می باشند. مواد پلی کریستال درمقیاس میکرو و مزو (0.00001m) رفتار کاملاً متفاوتی از آنچه در مقیاس ماکرو دارند، نشان می دهند. ماهیت ناهمسانگرد دانه های موجود در بافت فلزات باعث بوجود آمدن ناسازگاری بین دانه ها در هنگام تغییرشکل می شود و این یعنی تغییرشکل در مقیاس میکرو به صورت ناهمگن می باشد. در این پایان نامه جهت بررسی رفتار تغییرشکل فولاد ضدزنگ آستنیتی 316l یک رویه بر مبنای پلاستیسیته کریستال ها انتخاب شده است. ابتدا فرمول بندی مدل ماده براساس پلاستیسیته کریستال در قالب کد اجزائ محدود umat به نرم افزار آباکوس معرفی شده است. برای تعریف میکروساختار ماده دانه بندی ماده توسط الگوریتم دانه بندی ورونوئی انجام شده است و مدل هایی(rve) با تعداد دانه های 5، 10، 50، 100، 200تولید شده است. زوایای اولر که معرف جهت های اولیه دانه ها می باشند با استفاده از روابط موجود به اندیس های میلر تبدیل شده اند تا قابلیت معرفی شدن به کد umat را داشته باشند. برای انجام صحت سنجی از کد متلب نوشته شده برای یک تک کریستال استفاده شده است. در ادامه آزمون کشش روی یک مدل تک کریستال مورد تحلیل اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته قرار گرفته است و با تحلیل اجزاء محدود ماکرو-مکانیک قیاس شده است. نتایج حاکی از تفاوت تغییرشکل تک کریستال و بطور کل تغییرشکل در مقیاس میکرو می باشد که روش اجزاء محدود ماکرومکانیک ناتوان از شناسایی و نمایش این تفاوت ها می باشد. درپایان برای مطالعه تاثیرات اندازه دانه و جهات کریستالوگرافی بر روی رفتار پلاستیک فلزات کریستال و بطور خاص فولاد ضدزنگ 316l یک سری تحلیل های اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته بر روی rveها با تعداد دانه های یاد شده انجام گرفته است. نتایج بدست آمده از مجموعه این تحلیل ها در تطابق با نتایج تجربی می باشند که نشان از کارآمدی ابزار بکار رفته در این مطالعه دارند.