به کارگیری روش همگن سازی عددی برای مطالعه تاثیر آسیب های میکروسکوپی بر استحکام ماکروسکوپی ساختارهای پلی کریستالی

در این مقاله نشان داده می شود که می توان با استفاده از روش همگن سازی عددی نمودار ماکروسکوپی سطح شکست یک ماده پلی کریستالی را در حضور آسیب های اولیه میکروسکوپی به دست آورد. به این منظور نمونه هایی از ساختار میکروسکوپی ماده به صورت دوبعدی در قالب حجم نمونه هایی در نظر گرفته می شوند که شامل تعدادی دانه با خواص الاستیک خطی با مرز دانه هایی از نوع ترک چسبناک غیرخطی هستند. در این مدل سازی محل جوانه زنی و رشد میکرو ترک ها مرز دانه ها می باشند. به منظور مطالعه ی اثر آسیب اولیه بر خواص ماکروسکوپی ماده، در مرکز هندسی حجم نمونه ها سه شکل متفاوت از آسیب های اولیه ایجاد می گردد به گونه ای که مرز دانه های آن ناحیه هیچ گونه توانایی ذخیره انرژی کششی یا برشی را ندارند. شرایط مرزی به صورت جابجایی دومحوره و برگرفته از تانسور کرنش ماکروسکوپی به صورت گام به گام بر مرز بیرونی حجم نمونه ها اعمال می گردد و تا لحظه شکست حجم نمونه ادامه می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که وجود آسیب های اولیه استحکام ماده را به مقدار چشمگیری کاهش می دهد و می تواند سبب نامتقارن شدن نمودار سطح تسلیم ماده گردد. این در حالی است که وجود این آسیب ها تاثیری بر مدول الاستیسیته ی ماده ندارد.