Pristop hitre Fourierjeve transformacije v modelu kristalne plastičnosti z gradientom deformacije: Regularizacija lokalizirane deformacije in velikostni učinek

Amirhossein Lame Jouybari, dr. Samir El Shawish in dr. Leon Cizelj z Odseka za reaktorsko tehniko Instituta »Jožef Stefan« so v reviji International Journal of Plasticity objavili znanstveni članek z naslovom "Pristop hitre Fourierjeve transformacije v modelu kristalne plastičnosti z gradientom deformacije: Regularizacija lokalizirane deformacije in velikostni učinek". International Journal of Plasticity je zelo ugledna mednarodna revija na področju plastične deformacije ter obnašanja trdnih snovi pri poškodbah in lomu.

Avtorji predlagajo nov model kristalne plastičnosti z gradientom deformacije (SGCP), imenovan model MicroSlip SGCP, ter preučujejo njegovo implementacijo s hitro Fourierjevo transformacijo (FFT) v lastni kodi za simulacijo lokalizacije deformacije in velikostnega učinka polikristalnih agregatov pod zunanjimi obremenitvami. Predlagani model je najbolj primeren za materiale, ki pri obremenitvi kažejo mehčanje, na primer za kovine izpostavljene nevtronskemu obsevanju, kar lahko vodi do nastanka pasov lokalizirane deformacije na ravni kristalnih zrn in koncentracije napetosti na mejah zrn. Implementacija FFT vključuje posebne numerične izboljšave za pospešitev reševanja ravnovesnih enačb z algoritmom fiksne točke. Metoda uspešno in učinkovito odpravlja numerične nestabilnosti povezane z lokalizacijo deformacije ter regularizira nastanek pasov lokalizirane deformacije, ki so neodvisni od ločljivosti mreže in jih določa en sam nelokalni parameter modela.

Slika: Rezultat simulacije 2D modela polikristalnega agregata z 200 zrni pri natezni deformaciji 0.01. (a) Porazdelitev kumulativne strižne deformacije pri mrežni ločljivosti 60 × 60 vokslov na zrno. Povečani območji (b) in (c) prikazujeta isto količino pri dveh različnih mrežnih ločljivostih. Povečani območji (d) in (e) prikazujeta ustrezno von-Misesovo napetost in kot rotacije pri mrežni ločljivosti 60 × 60 vokslov na zrno.