مدلسازي ريزساختار آلياژ منيزيم تحت بارگذاري رچتينگ با تئوري كريستال پلاستيسيته با كاربرد استفاده در قطعات موتوري

Microstructural modeling of magnesium alloy under ratcheting loading by crystal plasticity theory with the application of using in engine components

به طور سنتي طراحي قطعات و تجهيرات صنعتي در فرآيندهاي طراحي مهندسي وابسته به انتخاب ماده مناسب براي قطعه با توجه به عملكردهاي مورد انتظار از آن قطعه انجام مي شود. امروزه، اين رويكرد از رويكرد انتخاب ماده به طراحي ماده تغيير يافته است تا با مطالعه و دستكاري ريزساختار ماده بتوان به مشخصات مورد نياز رسيد. در اين بين، مدلسازي و شبيه سازي به عنوان جايگزيني بر آزمون هاي زمانبر و پرهزينه مكانيكي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، با توجه به ريز ساختار آلياژ منيزيم AZ91D و ساختار كريستالي آن، مدلي به منظور شبيه سازي رفتار رچتينگ اين آلياژ انتخاب شده و نسبت به داده هاي تجربي مورد صحه گذاري قرار داده شده است. بافت كريستالوگرافي اين آلياژ با توجه به شرايط ساخت و شكل دهي آن توليد شده و به مدل معرفي خواهد شد. مدل ارائه شده، توانايي پيش بيني تغييرشكل رچتينگ را دارد اما مقدار كرنش رچتينگ اندكي از داده هاي تجربي بيش ارزيابي شده است.

Traditionally, the design of industrial parts in engineering design processes depends on selecting the suitable material considering the expected performance from the component. Nowadays, this approach has been changed from a material selection approach to a material design approach. For this purpose, studying and manipulating the microstructure of the material in order to reach the needed properties is the key role. Modeling and simulation tools are a promising alternative to costly and time-consuming mechanical experiments, which have been attracted several industrial attentions around the world. In this research, considering the microstructure of the AZ91D magnesium alloy, its crystalline structure, a model for predicting the ratcheting behavior of this alloy was adapted and verified based on experimental data. The crystallographic texture of this alloy will be introduced into the model respecting the manufacturing process of the shaping conditions. The proposed model, in order to simulate the ratcheting deformation, had an acceptable accuracy. However, the values of the ratcheting strain were over-predicted.