بخشی از مقاله
به منظور بیان رفتار مکانیکی مواد در گسترهي وسیعی از نرخ هاي کرنش توسعه یافته اند. همچنین مدل هاي فیزیکی بسیاري که در معادلات ساختاري آنها تغییر شکل میکروساختارها لحاظ شده است توسط محققین ارائه شده اند . به طور مثال ، گائو و ژنگ [4] معادلات ساختاري فیزیکی که در آن با بکار گیري مفهوم تنش آستانه مکانیکی سیر تحول و تغییر شکل میکرو ساختارها در مواد کریستالی مکعبی با وجوه مرکز پر - مس - 5 بررسی میشود را ارائه نمودند. آنها بعداً با استفاده از ارتباط و تأثیر چگالی نابجاییهاي متحرك بر تغییر شکل میکروساختارها مدل خود را اصلاح نمودند.
همچنین قابل ذکر است که مدل هاي مشابهی که در آنها از چگالی نا بجاییها براي بیان رفتار مکانیکی و تغییر شکل پلاستیک مواد استفاده میشود در تحقیقات مورد استفاده قرار گرفته اند. تا به امروز تحقیقات بسیار محدودي در رابطه با تغییر شکل نا همگن مواد در نوار برشی القاء شده حین فرایند میکرو ماشینکاري در کنار اثراتی مانند نرخ کرنش بالا و دما انجام گرفته است. چوژوي و همکاران [5] مدلی بر اساس روش المان محدود ارائه نمودند که در آن بطور صحیح اثرات مربوط به دانه بنديها و میکروساختارهاي موجود در فلز آهن نرم که شامل فازهاي فرلیت و پرلیت میشود در شبیه سازي عددي وارد شده است.
لیو و ملکوت [6] فرآیند براده برداري فلز آلیاژي را با استفاده از روش المان محدود بر اساس مدل پلاستیسیته گرادیان کرنش به منظور بررسی اثرات مربوط به پارامتر اندازه و شعاع لبه ابزار بر انرژي ویژه برشی شبیه سازي نمودند با این حال از اثرات مربوط به رفتار نا همگن ایجاد شده ساختار کریستالی در معادلات ساختاري صرف نظر کردند. کوتا و همکارانش [7] با بررسی تحقیقات تئوري و آزمایشگاهی مدلی تجربی بر اساس تئوري پلاستیسیته تک کریستالی وابسته به نرخ براي بررسی براده برداري فلزات مکعبی با وجوه مرکز پر ارائه نمودند با این حال از اثرات مربوط به نرم شونده ناشی از افزایش دما چشم پوشی نمودند .
آنها در مدل پیشنهادي خود تغییر شکل بزرگ ایجاد شده در نوار برشی در ناحیه تغییر شکل اولیه را با استفاده از تعداد زیادي از تقسیمات کوچک که در آن فرمولاسیون پلاستیسیته کریستالی ساده سازي شده بود شبیه سازي نمودند. پس از آن صحت مدل ارائه شده خود را با استفاده از داده هاي تجربی بررسی نمودند. در این رابطه پژوهش هاي مشابهی در تحقیقات و مقالات ارائه شده اند. قابل ذکر است که بیشتر تحقیقات انجام شده بر اساس مدل هاي مکانیستیکی - تجربی - بوده و در آنها از رفتار مکانیکی نا همگن مربوط مواد تک کریستال در شبیه سازي المان محدود صرفنظر شده است .
از این رو مدلی جامع بر اساس تئوري پلاستیسیته کریستالی و با تکیه بر روش عددي المان محدود میتواند براي شبیه سازي درست فرآیند میکروماشینکاري با در نظر گرفتن رفتار ناهمگن قطعه کار براي مواد تک کریستال راه گشا باشد. بنابراین در این پژوهش، اثرات مربوط به نرخ کرنش بالا و نرم شوندگی ناشی از افزایش دما در فرمولاسیون پلاستیسیته کریستالی وارد شده و معادلات ساختاري بدست آمده با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن بصورت زیر برنامه مشخص شده توسط کاربر6 در نرم افزار آباکوس - حل صریح - 7 تعریف شده است.
همچنین فرض شده است که جنس بکار رفته براي قطعه کار از ماده مس بدون اکسیژن با ضریب هدایت بالا میباشد. در نهایت نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شدهاند. مدلسازي عددي فرآیند میکروماشینکاري در فرمولاسیون پلاستیسیته کریستالی، تغییر شکل کلی ساختارهاي فلزي در نتیجه مکانیزم هاي فیزیکی متمایزي شامل تغییر شکل پلاستیک ناشی از لغزش صفحات کریستالی بر روي یکدیگر و همچنین اعوجاج الاستیک شبکه کریستالی اتفاق میافتد. براي توصیف جهت ها و صفحات کریستالی در این ساختارها معمولاً از اندیس هاي میلر استفاده میشود.
