تاثیر دما و اکسیداسیون سطحی بر پارامترهای مختلف مکانیکی ورق های نازک آلومینیومی

ورق های آلومینیومی با توجه به خواص ویژه خود از جمله چگالی پایین و شکل پذیری بالا دارای کاربردهای متنوع در صنایع مختلف هستند. با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در زمینه ساخت ورق های آلومینیومی، در حال حاضر امکان تولید این قطعات با ضخامت های بسیار پایین حتی در مقیاس نانو فراهم شده است. از این رو در این پژوهش به بررسی رفتار مکانیکی این مواد با استفاده از شبیه سازی عددی بر مبنای روش دینامیک مولکولی پرداخته می شود. با توجه به واکنش پذیری بالای آلومینیوم در مجاورت اکسیژن، مدل سازی اولیه بر اساس مدل هسته فلزی و پوسته اکسید فلزی صورت می پذیرد که در آن امکان بررسی تاثیر ضخامت های مختلف لایه اکسید سطحی بر رفتار مکانیکی ورق های نازک آلومینیومی امکان پذیر است. پس از ایجاد ساختار اولیه، نمونه ها تحت شرایط محیطی پایدارسازی شده و انرژی آن ها کمینه سازی می شود. به منظور بررسی رفتار مکانیکی، نمونه ها تحت آزمون های مختلف مکانیکی ارزیابی شده و پارامترهای مختلف مکانیکی آن ها از جمله مدول یانگ، مدول بالک، مدول برشی و درایه های مختلف ماتریس خواص ماده در دماهای مختلف اندازه گیری می شود. دقت مدل سازی های صورت گرفته از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود صحت سنجی می شود. بر اساس نتایج عددی، روابطی تحلیلی برای تعیین پارامترهای مختلف مکانیکی ورق های نازک آلومینیومی با ضخامت های مختلف از لایه اکسیداسیون سطحی در دماهای مختلف ارائه شد. مقایسه روابط تحلیلی به دست آمده با داده های آزمایشگاهی، بیانگر دقت مناسب آن ها و همچنین قابلیت تعمیم پذیری روابط حاصل به ورق های آلومینیومی با ابعاد میکرو و ماکرو است.

Keywords:

ورق های نازک آلومینیوم , پارامترهای مکانیکی , روش دینامیک مولکولی , اثرات دما , تاثیر ضخامت لایه اکسید