بررسی ریزساختاری و بافت آلومینیوم خالص تجاری تحت تغییرشکل پیچشی به کمک شبیه‌سازی کریستال پلاستیسیته

سیم‌های آلومینیومی، با توجه به کاربرد فراوان در صنایع گوناگون، به خصوص در صنعت انتقال برق، از اهمیت بسزایی برخوردار بوده‌اند. یکی از موثرترین روش‌ها برای بررسی ریزساختار، استفاده از تئوری کریستال پلاستیسیته است. در این پژوهش، تحولات ریزساختاری یک سیم آلومینیومی سری 1000 (گرید 1350) با قطر چهار میلی‌متر تحت بارگذاری پیچشی با استفاده از حل‌گر طیفی (تبدیل فوریه سریع) نرم‌افزار داماسک مورد بررسی قرار می‌گیرد. به این منظور، حل کریستال پلاستیسیته طیفی بر روی یک نماینده المان حجمی با تعداد 100 دانه انجام می‌شود. بافت اولیه غیرتصادفی به صورت اعداد چهاروجهی به نماینده المان حجمی اختصاص داده شده و سپس به کمک حل طیفی کریستال پلاستیسیته، اعداد چهاروجهی تغییرشکل یافته در اثر تغییرشکل برش استخراج می‌گردند. با استفاده از بسته نرم‌افزاری ام‌تکس موجود در متلب، این اعداد به اشکال قطبی، اشکال قطبی معکوس و تابع توزیع جهت‌گیری دانه‌ها تبدیل شده و ترسیم گردید. صحت‌سنجی نتایج شبیه‌سازی کریستال پلاستیسیته طیفی به کمک مقایسه نتایج تجربی آزمایش پراکنش الکترون برگشتی با نتایج شبیه‌سازی انجام شده است. مقایسه نتایج نمونه 𝜋 رادیان چرخش نشان داد که جزء‌های a، a^*1 ، a^*2، b و bً are  در نتایج شکل قطبی مشاهده می‌شوند اما جزء محسوسی از نتایج تابع توزیع جهت در هر دو نمونه آزمون‌های تجربی و شبیه‌سازی کریستال پلاستیسیته دیده نمی‌شود.

microstructure and texture investigation of commercial pure aluminium subjected to torsion deformation using crystal plasticity simulation

aluminum wires, due to their extensive use in various industries, particularly in the electrical industry, have been of significant importance. one of the most effective methods for investigating microstructure is the utilization of crystal plasticity theory. in this study, the microstructural changes of a 1000 aluminum wire (grade 1350) with a diameter of 4 mm under torsional loading are examined using a spectral solver (fast fourier transform) in damask software. for this purpose, crystal plasticity fast fourier transform (cpfft) is applied to a representative volume element (rve) containing 100 grains. the initial non-random texture is assigned to the representative volume element (rve) as quaternion numbers, and then, using a crystal plasticity spectral solver, the deformed quaternion numbers due to shear deformation are extracted. using the mtex toolbox available in matlab, these numbers are transformed into pole figures (pf), inverse pole figures (ipf), and orientation distribution functions (odf) of grains were converted and plotted. the accuracy of cpfft results is validated against experimental results from electron backscatter diffraction (ebsd) tests. comparison of the results for a 𝜋-radian rotation sample shows that components a، a^*1 ، a^*2، b and bً are created at the pole figure results, but did not indicate any component from the orientation distribution function in both ebsd and cpfft test samples.