Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi cấu trúc mạng tinh thể của hợp kim Nhôm - Magiê khi biến dạng ở nhiệt độ âm bằng phương pháp mô phỏng số động học phân tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU BỘ MÔN CƠ HỌC VẬT LIỆU VÀ CÁN KIM LOẠI ……….. SEMINAR 1 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi cấu t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU

BỘ MÔN CƠ HỌC VẬT LIỆU VÀ CÁN KIM LOẠI

……….

SEMINAR 1

Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi

cấu trúc mạng tinh thể của hợp kim Nhôm - Magiê khi biến dạng ở nhiệt độ âm bằng phương pháp mô phỏng số động học phân tử

Học viên : Trần Văn Khánh

Chuyên ngành : Kỹ thuật vật liệu – Hệ thạc sỹ khoa học

SHHV : 20202636M

Khóa : 2020A

Giảng viên hướng dẫn : TS Đặng Thị Hồng Huế.

NỘI DUNG

Tổng quan về nhôm và hợp kim nhôm

2

Phương pháp mô phỏng động học phân tử

3

Mô phỏng ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của hợp kim nhôm A5052

4

1 Khái quát về đề tài

1 TỔNG QUAN VỀ NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM

1.1 Ứng dụng của hợp kim nhôm

1.2 Các thông số ảnh hưởng

Ảnh hưởng của

thông số công nghệ

đến biến dạng vật

liệu ở nhiệt độ âm

• Nhiệt độ

• Tốc độ biến dạng

Nhôm và hợp kim nhôm

Ảnh hưởng nguyên

tố hợp kim

• Magie ( Mg )

• Sắt ( Fe )

• silic ( Si )

• Mangan ( Mn )

• Chromiun ( Cr )

Độ dẫn điện, nhiệt

Chữ

Tính chất cơ học Tính chống ăn mòn

2 Mô phỏng số động học phân tử

 Tổng quan về mô phỏng số động học phân tử

 Ưu điểm của phương pháp mô phỏng số động học phân tử

 Cơ sở lý thuyết

 Hàm phâm bố hướng tâm

 Hàm phâm bố cấu trúc

 Phân tích lệch

3 Mô phỏng ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi cấu trúc của hợp kim nhôm A5052

Thiết lập mô hình hình học , nguyên tử

Định nghĩa hàm năng lượng và các nhóm nguyên tử

Thiết lập file đầu ra của quá trình mô phỏng

Phân tích kết quả và kết luận

KHAI BÁO CÁC NGUYÊN TỐ HỢP KIM

• Thông số của các nguyên tố kim loại Al, Si, Fe, Cr, Mg

• Xây dựng và khảo sát mô hình bằng phương pháp ĐLHPT với kích thước ô như hình 3.1 gồm các nguyên tử Al, Si, Fe,

Cr, Mg

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỘP MÔ PHỎNG

PHẦN MỀM VÀ THUẬT TOÁN

Phần mềm LAMMPS (Large-scale tomic /Molecular Massively Parallel Simulator).

Khối hộp hình lập phương có kích thước LxLxL= 144.75410 x144.75410 x144.75410

Trong đó chứa 1.000.000 nguyên tử được điền đầy khối hộp mô phỏng theo cả ba chiều X, Y, Z

Số nguyên tử không thay đổi trong quá trình mô phỏng Phương pháp điện tử nhúng đã được sử dụng.

Sử dụng thuật toán Verlet, điều kiện biên tuần hoàn, bước thời gian là 0.001 fs

Nhiệt độ -196 độ C, 30 độ C, 300 độ C

KHAI BÁO CÁC HÀM TƯƠNG TÁC

pair_coeff * * eam/alloy Al-2009.eam.alloy Al NULL NULL NULL NULL # Al-Al interaction

pair_coeff * * eam/fs Fe_mm.eam.fs NULL NULL Fe NULL NULL # Fe-Fe interaction

pair_coeff * * eam/fs Mg.eam.fs NULL Mg NULL NULL NULL # Mg-Mg interaction

pair_coeff * * tersoff Si.tersoff NULL NULL NULL Si NULL # Si-Si interaction

pair_coeff * * adp Cr.adp.txt NULL NULL NULL NULL Cr # Cr-Cr interaction

pair_coeff * * eam/fs Al-Mg.eam.fs Al Mg Al Al Al # Al-Mg interaction

pair_coeff * * eam/fs Al-Fe.eam.fs Al Al Fe Al Al # Al-Fe interaction

pair_coeff * * eam/alloy FeNiCrCoAl-heaweight.setfl Al Al Al Al Cr # Al-Cr interaction

pair_coeff * * adp Si_Au_Al.adp.txt Al Al Al Si Al # Al-Si interaction

Pair_coeff * * eam/fs Fe-Ni-Cr_fcc.eam.fs Fe Fe Fe Fe Cr # Fe-Cr interaction

pair_coeff * * meam/c library.meam Fe Mn Si C parameter.meam Fe Fe Fe Si Fe # Fe-Si

interaction

pair_coeff * * meam/c Jelinek_2012_meamf AlS SiS MgS CuS FeS Jelinek_2012_meam.alsimgcufe MgS MgS FeS MgS MgS # Fe-Mg interaction

pair_coeff * * meam/c Jelinek_2012_meamf AlS SiS MgS CuS FeS Jelinek_2012_meam.alsimgcufe MgS MgS MgS SiS MgS # Mg-Si interaction

pair_coeff * * meam/c library1.meam Cr Si NULL Cr Cr Cr Si Cr # Cr-Si interaction

pair_coeff * * meam/c library1.meam Cr Mg NULL Mg Mg Mg Mg Cr # Cr-Mg interaction

variable strain equal "(lx - v_L0)/v_L0“ – Đinh nghĩa biến dạng

variable p1 equal "v_strain“ – Biến biến dạng

variable p2 equal "-pxx/10000“ - Ứng suất pháp trên mặt ZOY

variable p3 equal "-pyy/10000“ - Ứng suất pháp trên mặt ZOX

variable p4 equal "-pzz/10000“ - Ứng suất tiếp

variable p12 equal "-pxy/10000 “- Ứng suất tiếp

variable p23 equal "-pyz/10000" “- Ứng suất tiếp

variable p13 equal "-pxz/10000" “- Ứng suất tiếp

THIẾT LẬP CÁC BIẾN SỐ

THIẾT LẬP FILE ĐẦU RA

 Cấu trúc mạng tinh thể

 Khuyết tật mạng

 Sự phân tách và kết hợp các lệch, chuyển động của lệch

 Ứng suất – biến dạng, cơ tính của vật liệu

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

TRÌNH BÀY TRONG SEMINAR 2