بررسی موضعی شدن تغییر فرم در فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید(spd) با استفاده از روش x-fem و پیش بینی نانوساختار ایجاد شده

فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید روش¬هایی هستند که با استفاده از آن¬ها می¬توان کرنش بسیار بالایی را به یک جامد توده¬ای اعمال نمود بدون اینکه کاهش قابل ملاحظه¬ای در ابعاد کلی این جامد ایجاد شود. برای بدست آوردن خواص بهتر، بر اساس رابطه هال-پچ، از روش پرس زاویه¬ای با مقاطع یکسان استفاده شده و اندازه متوسط دانه¬ها تا حد نانومتر ریز گردیده است. دلیل انتخاب این فرآیند در دسترس بودن تجهیزات آن، قابلیت فرآوری مواد نسبتاً بزرگ، امکان رسیدن به ساختار همگن در سرتا سر نمونه و قابلیت انجام شدن بر روی طیف گسترده¬ای از فلزات بوده است. علیرغم تمام مزایای ذکر شده برای این فرآیند وجود ناپیوستگی¬های احتمالی می¬تواند یکی از معایب بزرگ آن باشد. در واقع به کارگیری این فرآیندها در مواد نیمه ترد یا موادی که تحت چند پاس تغییر شکل قرار گرفته¬اند، موجب بروز ترک می¬گردد. با ادامه تغییر فرم، ترک¬ها به صورت گسترده اشاعه پیدا می¬کنند و سبب ایجاد شکست می¬شوند. لذا به منظور بررسی فرآیند مذکور و پیش¬بینی ناپیوستگی¬های احتمالی بوجود آمده در این فرآیند با استفاده از نرم افزارabaqus و روش المان محدود توسعه یافته، شبیه¬سازی این فرآیند در ابعاد گوناگون انجام گرفته است. در این راستا استفاده از یک مدل مناسب مکانیک آسیب با توجه به اهمیت میکرو ساختار شکل گرفته و در نتیجه نرم شوندگی مدل مادی ضروری به نظر می¬رسد. در مرتبه¬ اول، شبیه¬سازی این فرآیند برای حالت دو بعدی و تحت شرایط کرنش صفحه¬ای انجام گردیده است و پس از رسیدن به شرایط مطلوب و درک صحیح از این فرآیند، در مدل¬سازی با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته، موضعی شدن تغییر فرم در مواد مختلف از جمله آلیاژ ti-6al-4v که از جمله آلیاژهای پر کاربرد به خصوص در صنایع دندانپزشکی می¬باشد، مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به تحول ریز ساختار از میکرو به نانو در این فرآیند، کار سختی در مدل مادی دچار کار نرمی نیز می¬گردد. لذا بر اساس مدل etmb که تحولات ریز ساختاری را در اثر تغییر فرم در نظر می¬گیرد، ریز ساختار بعد از تغییر فرم پیش¬بینی می¬گردد.