اندازه‌گیری و شبیه‌سازی رفتار کششی آلومینیوم نانوساختار حاوی ذرات آلومینا به روش اجزای محدود

هدف اصلی این مقاله، اندازه‌گیری و شبیه سازی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت ذره‌ای Al6061-Al2O3 است. نانو کامپوزیت ذره‌ای تولید شده حاوی 0تا3 درصدحجمی از نانوذرات آلومیناست. از آن جایی که استحکام تسلیم و سختی در مواد نانوکامپوزیت به اندازه‌ی دانه‌های آنها بستگی دارد، برای بیان رابطه استحکام تسلیم با اندازه دانه‌ها از رابطه تجربی هال-پچ استفاده شده است. در ادامه، روشهای مختلف برای مدلسازی رفتار کششی ماده نانوساختار یعنی تکنیک سلول واحد با تک آخال، سلول واحد با چندین آخال و سلول واحد جاسازی شده معرفی می‌شوند و از آنها برای یش بینی زفتار آلومینیوم نانو ساختار استفاده می‌شود. شبیه‌سازی رفتار مکانیکی در آلومینیوم نانو ساختار با استفاده از نرم افزار اجزای محدود محاسبه و با مقادیر تجربی مقایسه شده است. در نهایت، منحنی تنش-کرنش نانوکامپوزیت ذره‌ای ساخته شده توسط روش سلول واحد مدلسازی شده است. مدل‌ در نظر گرفته‌شده در این قسمت تحت بارگذاری واحد قرار داده می‌شود و در نهایت با همگن‌سازی در داخل حجم محدود مورد نظر، نمودار تنش-کرنش به‌دست می‌آید و با مقادیر اندازه‌گیری شده مقایسه می‌شود. تطابق خوب نتایج تجربی و عددی نمایانگر مناسب بودن مدل اجزای محدود ارائه شده برای پیش بینی رفتار مکانیکی مواد نانوساختار و نانو کامپوزیتهای ذره‌ای است. نتایج عددی نشان دادند که استفاده از مدل‌سازیهایی به روش سلول واحد و سلول جاسازی شده برای مدل‌سازی نانوکامپوزیتها در کنار ساده بودن می‌تواند بسیار کارامد باشد.