مدل سازي ميكرومكانيكي فلزات چند فازي با رهيافت كريستال پلاستيسيته

Micromechanical Modeling of Multiphase Metals, Using a Crystal Plasticity Model

در اين تحقيق رفتار پلاستيك مواد پلي‌كريستال و آلياژهاي دو فازي با استفاده از مدل كريستال پلاستيسيته به روش هاي عددي و تجربي بررسي شده است. تيوري كريستال پلاستيسيته ديدگاه جامع‌تري از رفتار تغييرشكل پلاستيك فلزات نسبت به تيوري پلاستيسيته متعارف ارايه مي دهد. در ابتدا، فرمول‌بندي الاستيك-پلاستيك مواد تك كريستال بر اساس مدل كريستال پلاستيسيته همراه با الگوي حل ارايه شده است. در اين الگو، مراحل به هنگام نمودن تنش ها و متغيرهاي حالت وابسته در مدل كريستال پلاستيسيته معرفي شده است. براي به كارگيري اين الگو جهت شبيه‌سازي رفتار مواد تك كريستال و پلي كريستال، فرمول بندي معرفي شده در يك برنامه اجزاي محدود پياده سازي شده است. با استفاده از روش سلول واحد، يك شبكه پلي كريستال تك فازي به صورت توده اي از گره هاي تك كريستالي با جهت گيري هاي متنوع، ايجاد شده و اين شبكه به كمك الگوي ارايه شده براي مواد تك كريستال، مورد تحليل قرار گرفته و در ادامه يك ماده پلي كريستال دوفازي با پخش تصادفي گره هاي فازي در سرتاسر توده پلي كريستال نيز شبيه سازي شده است. نتايج حاصل از شبيه-سازي با نتايج ديگر محققين مورد صحت سنجي قرار گرفته است.

In this paper the plastic deformation of single phase and two-phase polycrystal materials is studied both experimentally and by a FEM model computation, taking into account crystal plasticity. A fully coupled constitutive elastic-plastic crystal plasticity model is developed and implemented in the finite element model to define the single crystal material. A polycrystal lattice as an aggregate of single crystal grains with various orientations is both simulated and analyzed by means of unit cell method. The user-subroutine has been written for single crystals materials. Many experimental tests of polycrystal materials have been performed to trust the results of simulations. The stress versus strain dependence as obtained from this FEM-model appears to be in good accordance with experimental results.