Dislokationers dynamik

De dynamik forskydninger eller diskrete dislokation dynamik , ofte forkortet DD eller DDD , består i at simulere via computer beregning udviklingen (eller dynamik) af et sæt af forskydninger over tid. Denne simulering gør det muligt at modellere plastisk deformation af krystallinske materialer i mikrometrisk skala.

Introduktion

De forskydninger er lineære defekter i materialet tilstedeværende krystallinske , og er den fysiske årsag til plastiske deformationer . Når et materiale er mekanisk belastet, begynder forskydningerne i dette materiale at bevæge sig, hvilket direkte inducerer plastisk deformation. Interaktioner mellem forskydninger sat i bevægelse eller fysiske fænomener, der forekommer på atomskalaen, kan også påvirke bevægelsen af ​​forskydninger eller endda skabe nye forskydninger. Alle disse fænomener kan oversættes til en digital simulering af dislokationsdynamik.

Dislokationernes dynamik gør det ikke muligt at simulere store mængder materialer, såsom en mekanisk del i fuld størrelse, som vil blive studeret snarere ved den endelige elementmetode ved hjælp af love med mere eller mindre kompleks mekanisk opførsel. Dynamikken i forskydninger tillader heller ikke den nøjagtige undersøgelse af materialer på atomskalaen, som behandles af molekylær dynamik eller endda for volumener på et par atomer ved ab initio-beregning . Faktisk tillader dynamikken i forskydninger undersøgelse af materialer i en skala mellem den makroskopiske skala og den atomare skala, der fungerer ideelt i en mikrometrisk skala. Dislokationernes dynamik er derfor et vigtigt redskab i multiskalastudier inden for mekanik og materialer. Med udgangspunkt i beregninger udført i mindre skala gør det det muligt at identificere eller validere mekaniske love, der kan bruges i store skalaberegninger.

Nuværende software til dislokationsdynamik

Forbedringen af ​​computerens computerkraft tillod fremkomsten af ​​dynamikken i forskydninger fra begyndelsen af ​​1990'erne. Den første 3D-kode blev udviklet i Frankrig fra 1991. I 2011 var der omkring ti koder. Dynamik i funktionelle forskydninger, og de fleste er stadig under udvikling. 2D-koder så først dagens lys, hvorefter computerkraft muliggjorde udviklingen af ​​3D-koder.

Dynamik af 2D dislokationer

Dynamik af 3D-forskydninger

Dislokationers dynamik

Generelt princip

Målet med en beregning af forskydningsdynamik er at modellere forskydningen af ​​et sæt linjer (forskydninger) inkluderet i et volumen. Beregningen udføres på en diskret måde i rummet og i tiden. Hver dislokationskonfiguration inducerer en permanent deformation af materialet, som simpelthen kan beregnes ud fra dislocation-konfigurationen.


Diskretisering i rum og tid

Algoritmisk udvikling af en beregning

Eksempler på anvendelse

Relaterede artikler

Bibliografi