Skip to main content
SUPERVISOR
Mostafa Jamshidian,Mohammad Silani
مصطفی جمشیدیان (استاد راهنما) محمد سیلانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
AliReza Talakesh
علیرضا طلاکش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Modeling Grain Boundaries Elasticity in Nanocrystalline Metals
NanoCrystalline Metals consist of two distinct phases. Crystalline phase i.e. grains and intercrystalline phase i.e. grain boundaries, triple junctions, and quadruple nodes. Weakening of elasticity in the intercrystalline phase of nanocrystalline metals especially in grain boundaries causes the decrease of the overall elasticity of nanocrystalline metals. Therefore the study of elastic behavior and calculation of elasticity in grain boundaries is important for nanocrystalline metals. The purpose of this research is modeling grain boundaries elasticity in nanocrystalline metals and its calculation. For this purpose, five different metal samples with different crystalline structures are considered and for each of them, three RVEs with different grain size and constant grain boundary thickness is modeled. The behavior of the crystalline phase is considered elastic with cubic symmetry and the behavior of grain boundaries is considered to be elastic. Then the uniaxial tension has been simulated. For the weakening coefficient of grain boundaries the value of 0.76 is obtained by the finite element analysis. To verify the validity of the obtained weakening coefficient. The Young’s modulus of simulated RVEs is compared with the Young’s modulus extracted from MD simulation and experiments in the literature. Keywords: Grain, Grain Boundary, Young’s Modulus, Weakening Coefficient, Bulk Young’s Modulus, Nanocrystal, RVE, Nanocrystalline Metals
فلزات نانوکریستالی از دو فاز کلی کریستالی شامل دانه‌ها و فاز میانی یا واسط شامل مرزدانه‌ها، اتصالات سه‌گانه و نقاط چهارتایی تشکیل شده‌اند. ضعیف‌تر بودن الاستیسیته در فاز واسط فلزات نانوکریستالی به‌ویژه در مرزدانه‌ها موجب کاهش الاستیسیته کلی در فلزات نانوکریستالی می‌گردد. بنابراین مطالعه رفتار الاستیک مرزدانه‌ها در فلزات نانوکریستالی و محاسبه الاستیسیته در آنها حائز اهمیت است. هدف از انجام این پژوهش مدل‌سازی الاستیسیته مرزدانه‌ها در فلزات نانوکریستالی می‌باشد. برای این منظور پنج نمونه فلز مختلف با ساختار‌ کریستالی متفاوت درنظر‌گرفته شده است و برای هریک از آنها سه حجمک نماینده نانوکریستال با اندازه دانه‌های مختلف و ضخامت مرزدانه ثابت مدل‌سازی گردیده است. رفتار فاز‌ کریستالی حجمک نماینده الاستیک با تقارن مکعبی و مرزدانه‌ها همسانگرد شبیه‌سازی شده است. سپس شبیه‌سازی کشش تک محوری برای محاسبه ضریب تضعیف مرزدانه‌ها صورت گرفته و مقدار 0.76 برای ضریب تضعیف مرزدانه‌ها در فلزات نانوکریستالی از طریق تحلیل المان محدود حجمک نماینده محاسبه شده است. تایید اعتبار مقدار ضریب تضعیف به‌دست آمده از طریق مقایسه مقادیر مدول یانگ حجمک نماینده شبیه‌سازی شده برای فلز نمونه با مقادیر مدول یانگ موجود در پژوهش‌های تجربی انجام شده است. کلمات کلیدی: دانه، مرزدانه، مدول یانگ، ضریب تضعیف، مدول یانگ بالک، نانوکریستال، حجمک نماینده، فلزات نانوکریستالی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی