بررسی رفتار میکرومکانیکی خرابی کامپوزیت ذره ای آلومینیوم-کاربید تیتانیوم با استفاده از تئوری پری داینامیک

هدف از این پژوهش مدل سازی میکرومکانیکی و آنالیز رفتار تغییرشکل و خرابی کامپوزیت ذره ای زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات کاربید تیتانیوم با استفاده از تیوری پری داینامیک و آزمون تجربی می باشد. کامپوزیت ذره ای، با مخلوط ذرات آلومینیوم و کاربید-تیتانیوم و با اکسترود گرم تهیه گردید. نمونه ها تحت آزمون کشش شبه استاتیکی قرار گرفته و از نتایج آزمون تجربی جهت راستی آزمایی مدل سازی استفاده شد. با استفاده از تصاویر گرفته شده از سطح نمونه، چهار حجمک نماینده انتخاب و بابه کارگیری پردازش تصویر، مرز ذرات به دست آورده شد. برای مدل سازی، با توجه به محدودیت های تیوری پری داینامیک بر پایه ی اتصال، از پری داینامیک بر پایه ی حالت استفاده گردید. برای تحلیل نتایج مدل سازی، از نمودار تنش-کرنش، توزیع تنش و کرنش پلاستیک معادل، توزیع پارامتر خرابی، جمع کرنش پلاستیک همه ی برهم کنش ها و تعداد برهم کنش های شکسته شده استفاده گردید. با آنالیز نتایج، مقدار تنش در سه منطقه، شامل ماتریس محصور شده بین ذرات نزدیک به هم، مرز ماتریس-ذرات و ذرات با عرض کم بیشتر از بقیه مناطق مشاهده گردید. شروع خرابی نیز در این مناطق به وقوع پیوست، ولی توسعه ی خرابی بیشتر در ماتریس و مرز ماتریس-ذرات مشاهده شد. در حین بارگذاری، هم زمان چندین خرابی ایجاد شد و در نهایت، ترک اصلی باعث شکست نهایی حجمک نماینده گردید. با مقایسه نتایج مدل سازی، تجربی و تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داده شد که مدل توسعه یافته پری داینامیک بخوبی رفتار خرابی پیشرونده ی در کامپوزیت ذره ای را پیش بینی کرده است.