تحلیل شکل گیری و رشد میکروترک درون دانه ای و مرزدانه ای در فولادهای دوفازی با استفاده از تصاویر میکروساختاری و روش پریداینامیک

یکی از مهم ترین پارامترها در مطالعه میکرومکانیکی رفتار مواد، امکان بررسی میکروترک ها و الگوهای شروع و انتشار آن در بخش های مختلف ماده می باشد. در کار حاضر سعی شده است تا خرابی در فولادهای دو فازی تحت بارگذاری شبه استاتیکی کششی تک محوره با استفاده از روش عددی پریداینامیک و تطبیق با نتایج تجربی مورد بررسی قرار گیرد. تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه‌ها نشان می دهند که حفره های مرزدانه ای و رشد آنها در مقیاس میکرو، به عنوان محل تجمع خرابی ها می‌تواند در نظر گرفته شود و همچنین در مقادیر زیاد بار اعمالی، تغییر شکل‌های شدید در فازهای تشکیل دهنده ماده دیده می‌شود. با توجه به تحلیل عددی انجام گرفته، مکانیزم شروع و انتشار مرزدانه ای و درون دانه ای میکروترک ها در میکروساختار فولاد دوفازی با استفاده از روش غیرموضعی پریداینامیک مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل این مسئله با استفاده از روش پریداینامیک با توجه به هندسه ی نامنظم، غیر موضعی بودن روش تحلیل، بازفرمول نویسی مکانیک محیط‌های پیوسته به شکل معادلات انتگرودیفرانسیلی و مطالعه خرابی پیش رونده یکی از اهداف این کار است که مبتنی بر المان‌های حجمی نماینده به دست آمده از میکروساختار واقعی فولاد دوفازی انجام شده است. همچنین با توجه به امکان پیش بینی مکان های شروع خرابی به صورت هم‌زمان و نحوه انتشار آن ها در بخش های مختلف ماده بدون نیاز به در نظر گرفتن مسیرهای پیش فرض، شکست مرزدانه ای و درون دانه ای در مدل پریداینامیکی ارائه گردیده است.

analysis of intragranular and intergranular microcracks in dp steels using the microstructural images and peridynamics method

one of the most important parameters in the micromechanical study of material behavior is the possibility of investigating microcracks and their initiation and propagation patterns in different parts of the materials. in the present work, an attempt has been made to examine the failure of dual-phase (dp) steels under uniaxial tensile quasi-static loading using the peridynamics method. the sem images prepared from the samples show that the grain boundary voids and their growth on a micro scale can be considered the place of damage accumulation. according to the numerical analysis, the initiation and propagation mechanism of inter-grain and intra-grain microcracks in the microstructure of dp steel has been studied using the non-local peridynamics method. analyzing this problem using the peridynamics method, considering the irregular geometry, the non-locality, reformulating the continuum mechanics in the form of integrodifferential equations, and studying progressive failure is one of the goals of this work, which have been carried out based on representative volume elements (rve) obtained from the real microstructure. also, due to the possibility of predicting the damage initiation and the propagation path in different parts of the material simultaneously without considering the default paths, inter-grain and intra-grain microcracks have been simulated using the peridynamics model.