MARC

 008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30685501
■035    ▼a(MiAaPQ)Purdue23737092
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a600
■1001  ▼aVivekanandan,  Vignesh.
■24510▼aComputational  Modeling  of  Dislocation  Microstructure  Patterns  at  Small  Strains  Using  Continuum  Dislocation  Dynamics▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bPurdue  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(132  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  El-Azab,  Anter.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Purdue  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aSelf-organized  dislocation  structures  in  deforming  metals  have  a  strong  influence  on  the  mechanical  response  of  metals.  However,  accurate  prediction  of  these  patterns  remains  a  challenge  due  to  the  complex  dynamic  and  multiscale  nature  of  the  underlying  process.  This  dissertation  focuses  on  the  development  of  a  theoretical  framework  for  continuum  dislocation  dynamics  (CDD)  models  to  predict  dislocation  microstructure  formation  at  small  strains,  along  with  corresponding  numerical  simulation  results.  CDD  models  have  the  capability  to  incorporate  plasticity  physics  spanning  different  time  and  length  scales  while  capturing  the  dislocation  motion  explicitly  within  reasonable  computational  time.  A  typical  model  consists  of  two  components:  crystal  mechanics,  formulated  as  an  eigenstrain  problem,  and  dislocation  dynamics,  treated  as  a  transport-reaction  problem.  In  the  first  part  of  the  thesis,  a  novel  framework  is  introduced  to  solve  the  dislocation  transport  by  decoupling  the  system  of  transport-reaction  equations  and  enforcing  the  dislocation  continuity  constraint  on  individual  slip  systems.  The  results  obtained  from  this  framework  demonstrate  high  accuracy  and  computational  efficiency,  significantly  enhancing  the  predictive  capabilities  of  the  model.  Building  upon  the  framework,  a  statistical  analysis  of  stress  fluctuations  in  discrete  dislocation  dynamics  (DDD)  simulations  is  conducted  to  understand  the  relationship  between  coarse-grained  average  stress  and  local  stress  states.  This  analysis  is  motivated  by  the  need  to  accurately  capture  dislocation  reactions,  such  as  cross-slip,  which  strongly  depend  on  the  local  stress  state,  using  the  coarse-grained  approach  in  CDD.  The  results  revealed  that  the  difference  between  the  local  and  the  coarse-grained  states  can  be  characterized  using  a  Cauchy  distribution.  Consequently,  a  novel  strategy  is  proposed  to  incorporate  these  statistical  characteristics  into  the  CDD  model,  yielding  cross-slip  rate  predictions  that  align  well  with  DDD  results.  In  the  final  part  of  the  study,  the  developed  framework  is  applied  to  investigate  the  dislocation  pattern  formation  during  the  early  stages  of  cyclic  loading.  The  simulation  results  successfully  capture  the  formation  of  dislocation  vein  like  structure  and  provide  insights  regarding  the  formation  of  labyrinth  structure  observed  in  experiments  during  cyclic  loading  at  saturated  state.
■590    ▼aSchool  code:  0183.
■650  4▼aMetals.
■650  4▼aStress  state.
■650  4▼aPartial  differential  equations.
■650  4▼aStrain  hardening.
■650  4▼aCrack  initiation.
■650  4▼aStress-strain  curves.
■650  4▼aEnergy.
■650  4▼aMicrostructure.
■650  4▼aDeformation.
■650  4▼aCrystals.
■650  4▼aMechanics.
■650  4▼aProbability  distribution.
■650  4▼aShear  stress.
■650  4▼aStatistics.
■690    ▼a0791
■690    ▼a0346
■690    ▼a0463
■71020▼aPurdue  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-05B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0183
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935236▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024

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