مدلسازي اثر باشينگر در نانوسيمها با استفاده از روش ديناميک مولکولي
وي با بيان اين مطلب که «در اين پژوهش، اثر باشينگر بر يک نانوسيم نيکلي، با استفاده از روش ديناميک مولکولي مورد بررسي قرار گرفته است»، اظهار داشت: «يکي از عوامل مهم در مدلسازي به روش ديناميک مولکولي، تعيين تابع پتانسيل مناسب براي نيروهاي بين اتمي است که هرکدام براي بيان خصوصيات رفتاري گروه خاصي از مواد مناسب هستند. با انتخاب يک تابع پتانسيل مناسب ميتوان با حل عددي قانون دوم نيوتن در هر زمان، سرعت و موقعيت مولکولها را محاسبه کرد».
دکتر ستوده، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، مراحل انجام اين بررسي را بدين صورت شرح داد که «درهر گام زماني، پس از ثابت شدن دماي نمونه، نانوسيم اوليه با ابعاد 5/8×5/8×40 سلول واحد ساخته ميشود؛ در مرحله بعدي، يک انتهاي آن را ثابت نموده و انتهاي ديگر آن را به اندازه 3 × 10-4 سلول واحد، حرکت ميدهيم. در انتها، به نانوسيم (تا مقادير کرنش متفاوت) بار کششي اعمال ميشود و سپس زير بار فشاري قرار ميگيرد و تنش تسليم فشاري آن، محاسبه ميگردد. نتايج نشاندهنده اين واقعيت است که با افزايش پيشکرنش، کاهش شديدتري در تنش تسليم فشاري معکوس، ديده ميشود و مقدار BP، افزايش مييابد».
شايان ذکر است «اثر باشينگر در دو مقياس ماکرو و نانو يک تفاوت بارز دارد. در مقياس ماکرو براي ناحيه پلاستيک مدلهاي سختشوندگي متفاوتي ارايه ميشود که اين مدلها توانايي نشان دادن اثر باشينگر در تحليلهاي عددي را دارند. اما ناحيه پلاستيک منحني تنش- کرنش در مقياس نانو، داراي الگوي ارهاي شکل است. از اين رو نميتوان مدل سختشوندگي خاصي را براي ناحيه پلاستيک پيشبيني کرد. بنابراين، روشهاي رايج عددي موجود در مقياس ماکرو (مانند روش اجزاي محدود) جوابگو نبوده و روشهايي مانند روش ديناميک مولکولي در مقياس نانو اهميت مييابند. روش ديناميک مولکولي، روشي عددي با حجم محاسباتي بالا است که براي مدلسازي يک نانوسيم با ابعاد متوسط، تقريباً پنج روز زمان نياز دارد.
اين پژوهش، به همت آقاي حامد عطارياني (کارشناسي ارشد رشته مکانيک دانشگاه فردوسي مشهد) و با راهنمايي آقاي دکتر عليرضا ستوده، در دانشکده مکانيک دانشگاه فردوسي مشهد انجام شدهاست و جزئيات آن در مجلۀ Materials Letters (جلد 62، صفحات 4268-4266، سال 2008)، منتشر شدهاست.
دکتر ستوده، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، مراحل انجام اين بررسي را بدين صورت شرح داد که «درهر گام زماني، پس از ثابت شدن دماي نمونه، نانوسيم اوليه با ابعاد 5/8×5/8×40 سلول واحد ساخته ميشود؛ در مرحله بعدي، يک انتهاي آن را ثابت نموده و انتهاي ديگر آن را به اندازه 3 × 10-4 سلول واحد، حرکت ميدهيم. در انتها، به نانوسيم (تا مقادير کرنش متفاوت) بار کششي اعمال ميشود و سپس زير بار فشاري قرار ميگيرد و تنش تسليم فشاري آن، محاسبه ميگردد. نتايج نشاندهنده اين واقعيت است که با افزايش پيشکرنش، کاهش شديدتري در تنش تسليم فشاري معکوس، ديده ميشود و مقدار BP، افزايش مييابد».
شايان ذکر است «اثر باشينگر در دو مقياس ماکرو و نانو يک تفاوت بارز دارد. در مقياس ماکرو براي ناحيه پلاستيک مدلهاي سختشوندگي متفاوتي ارايه ميشود که اين مدلها توانايي نشان دادن اثر باشينگر در تحليلهاي عددي را دارند. اما ناحيه پلاستيک منحني تنش- کرنش در مقياس نانو، داراي الگوي ارهاي شکل است. از اين رو نميتوان مدل سختشوندگي خاصي را براي ناحيه پلاستيک پيشبيني کرد. بنابراين، روشهاي رايج عددي موجود در مقياس ماکرو (مانند روش اجزاي محدود) جوابگو نبوده و روشهايي مانند روش ديناميک مولکولي در مقياس نانو اهميت مييابند. روش ديناميک مولکولي، روشي عددي با حجم محاسباتي بالا است که براي مدلسازي يک نانوسيم با ابعاد متوسط، تقريباً پنج روز زمان نياز دارد.
اين پژوهش، به همت آقاي حامد عطارياني (کارشناسي ارشد رشته مکانيک دانشگاه فردوسي مشهد) و با راهنمايي آقاي دکتر عليرضا ستوده، در دانشکده مکانيک دانشگاه فردوسي مشهد انجام شدهاست و جزئيات آن در مجلۀ Materials Letters (جلد 62، صفحات 4268-4266، سال 2008)، منتشر شدهاست.
+ نوشته شده در چهارشنبه شانزدهم اردیبهشت ۱۳۸۸ ساعت 18:12 توسط فرزین زهدی
|