Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Mohammad Silani
سعید ضیائی راد (استاد راهنما) محمد سیلانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Pezeshki
سیدسعید پزشکی نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Molecular dynamics simulation of crack propagation in Fe bi-crystal
In this research simulation of crack propagation in three-dimensional Fe-bicrystal has been done by molecular dynamics in order to consider fracture resistance of ?5(310) and ?5(210) symmetric tilt grain boundary. The fracture resistance of ?5(310) symmetric tilt grain boundary has been compared with ?5(210) symmetric tilt grain boundary in terms of crack length-time curve, temperature per time diagram, and the stress-strain curve. Crack delay time at the grain boundary is a parameter used in this study to consider fracture resistance of grain boundary, which can be obtained from crack length per time diagram. The results show crack delay time at the grain boundary is inversely related to the grain boundary energy. Thus, crack delay time at the of ?5(310) symmetric tilt grain boundary with 986 mj/m 2 energy is more than ?5(210) symmetric tilt grain boundary with 1098 mj/m 2 energy. The Increasing amount of stress, which is needed to overcome the grain boundary resistance and cause to crack penetration into the subsequent grain, has been calculated by the stress-strain curve. In the following, the atomic configuration of Fe-bicrystal with ?5(310) symmetric tilt grain boundary is considered along with the crack propagation procedure, and the defect analysis in the bicrystal has been done by BDA algorithm and centrosymmetry parameter. In the end, in order to study the effects of temperature, crack propagation was considered in Fe-bicrystal with ?5(310) symmetric tilt grain boundary at 300 Kelvin. Keywords : Molecular dynamic simulation, Crack propagation, Fe-bicrystal, LAMMPS
در این پژوهش با شبیه سازی ترک بر روی مدل سه بعدی دوکریستالی آهن تحت هنگرد NVE به بررسی مقاومت شکست مرزدانه‌های کج متقارن (310)?5 و (210)?5 پرداخته شده است. مقاومت شکست مرزدانه کج متقارن (310)?5 با مقاومت شکست مرزدانه کج متقارن (210)?5 ازلحاظ نمودارهای طول ترک برحسب زمان، نمودار تنش-کرنش و نمودار تغییرات دما برحسب زمان مقایسه شده است. زمان تأخیری ترک در مرزدانه یک پارامتر مورداستفاده در این تحقیق می‌باشد که از منحنی طول ترک برحسب زمان قابل‌استخراج است. نتایج نشان داد که زمان توقف نسبی ترک در مرزدانه با انرژی مرزدانه رابطه عکس دارد. از این رو زمان توقف نسبی ترک در مرزدانه کج متقارن (310)?5 با انرژی مرزدانه 986 میلی ژول بر مترمربع بیش‌تر از مرزدانه کج متقارن (210)?5 با انرژی مرزدانه 1098 میلی ژول بر مترمربع است. میزان افزایش تنش که برای غلبه بر مقاومت مرزدانه لازم است و باعث نفوذ ترک دردانه بعدی می‌شود، توسط منحنی تنش-کرنش محاسبه می‌شود. در ادامه پیکربندی اتمی دو کریستالی آهن با مرزدانه کج متقارن (310)?5 در طول فرآیند رشد ترک بررسی و تحلیل عیوب در دوکریستالی به کمک الگوریتم BDA و پارامتر تقارن مرکزی انجام‌شده است. در پایان نیز به‌منظور مطالعه اثرات دما رشد ترک در دوکریستالی آهن با مرزدانه کج متقارن (310)?5 در دما 300 کلوین بررسی‌شده است. واژه‌های کلیدی: شبیه سازی دینامیک مولکولی، رشد ترک، آهن دوکریستالی، لمپس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی