|
|
|
|
مطالعه دینامیک نانوحفره با در نظر گرفتن مدول یانگ و انرژی تشکیل حفره وابسته به دما با استفاده از روش میدان فاز در نیکل
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
قائدی محمدصادق ,جوانبخت مهدی
|
|
منبع
|
مهندسي مكانيك اميركبير - 1399 - دوره : 52 - شماره : 12 - صفحه:3521 -3532
|
|
چکیده
|
در این مقاله، روش میدان فازی به منظور مطالعه رشد و از بین رفتن نانوحفره ها تحت دما و بارمکانیکی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین‌منظور، معادلات سینتیک کان-هیلیارد یا نفوذ و معادلات الاستیسیته ایستایی بر پایه کرنش‌های کوچک با یکدیگر کوپل گردیده و با استفاده از روش اجزای محدود غیرخطی در فضای کارتزین دو بعدی حل شده اند. این کوپلینگ از طریق حضور انرژی کرنشی در تابع انرژی آزاد کان هیلیارد و وابستگی کرنش کل به کرنش غیرالاستیک حفره صورت می‌پذیرد. نکته جدید و قابل توجه در مدلسازی فیزیکی حاضر، لحاظ نمودن وابستگی هم زمان خواص الاستیک و انرژی تشکیل حفره به دما است و بر این اساس شبیه‌سازی‌هایی بر روی تغییرات نانوساختارحفره شامل صفحه مشترک گاز جامد خطی، رشد یا از بین رفتن نانوحفره دایرهای در دماهای مختلف، رشد یا از بین رفتن نانوحفره دایرهای تحت فشار دو محوره و تغییرات نانوساختار با توزیع تصادفی غلظت حفره مورد مطالعه قرار گرفته است. از نتایج مهم می‌توان به رشد سریع‌تر حفره و مقادیر بالاتر غلظت بدست آمده در دماهای پایین‌تر اشاره نمود. همچنین، میدان توزیع تنش با رشد و از بین رفتن حفره ها به خصوص در ناحیه صفحه مشترک گاز جامد به شدت تغییر می‌یابد و مقدار تنش کل نیز با افزایش غلظت و اندازه حفره تغییر می‌کند.
|
|
کلیدواژه
|
نانوحفره، میدان فاز، معادلات کوپل کان – هیلیارد و الاستیسیته، روش اجزای محدود
|
|
آدرس
|
پردیس دانشگاه صنعتی اصفهان, گروه مکانیک, ایران, دانشگاه صنعتی اصفهان, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
m.javanbakht.b@gmail.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nanovoid dynamics based on temperature dependent Young modulus and void formation energy in Nickel: a phase field study
|
|
|
|
|
Authors
|
Ghaedi Mohammad Sadegh ,Javanbakht Mahdi
|
|
Abstract
|
In the present work, a phase field method is used to study the growth/annihilation of nanovoids under thermal and mechanical loadings. To do so, the coupled system of the CahnHilliard and elasticity equations is solved using the nonlinear finite element method in 2 dimensional. This coupling is due to the presence of elastic energy in the CahnHilliard free energy and the dependence of total strain on the void misfit strain. The novel point in the present physical model is including the temperature dependence of elastic properties and void formation energy. Then, examples of nanovoid structure evolution are presented consisting of planar gassolid interface formation and evolution, growth/annihilation of circular nanovoids at different temperatures, growth/annihilation of nanovoids under biaxial compression and at different temperatures and nanovoid structure evolution with initially, randomly distributed void pattern. The obtained results show a faster growth with larger amounts of void concentration at lower temperatures. Also, the stress field significantly varies during nanovoids growth/ annihilation especially inside the solidgas interface and its value depends on the nanovoid size and the concentration.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|