Mnohostranné modelování jednokrystalových superslitin pro plynové turbínové sondy Plynové turbíny se široce používají pro výrobu energie a pro pohon letadel a plavidel.Jejich nejzávažnější díly, lopatky turbínového rotoru, jsou vyrobeny z jednokrystalových niklových superslitin.Vysoce vysoké teplotní chování těchto materiálů je připisováno dvoufázové kompozitní mikrostruktuře skládající se z g-matrice (Ni) obsahující velkou objemovou frakci g& hlava-35;39;- částic (Ni3Al).Během provozu se zpočátku kuboidní sraženiny vyvíjejí k protáhlým deskám prostřednictvím difúzního procesu nazývaného rafting.V této práci je vyvinut mikromechanický ústavní rámec, který konkrétně odpovídá mikrostrukturální morfologii a jeho vývoji.V navrhovaném vícenásobném přístupu charakterizuje makroskopická délka úroveň inženýrství, na které se obvykle používá výpočet konečných prvků (FE).Rozsah mezoskopické délky představuje úroveň mikrostruktury přiřazené makroskopickému bodu materiálu.V tomto rozměru se materiál považuje za sloučeninu dvou různých fází, která sestavuje samostatně konstruovanou jednotku.Rozsah mikroskopické délky odráží krystalografickou úroveň jednotlivých fází materiálu.Základní chování těchto fází je definováno na této úrovni.Navrhovaná jednotka obsahuje zvláštní oblasti rozhraní, v nichž se předpokládá, že se koncentrují gradienty plastického kmene.V těchto oblastech rozhraní se mezi oběma fázemi rozvíjí napětí vyvolané zádami, jakož i napětí pocházející ze selhání mřížky.Omezená velikost jednobuněčné jednotky a mikromechanická zjednodušení čin í rámec zvláště efektivním v mnohonásobném přístupu.Jednotková buněčná odpověď se určuje číslicově na úrovni materiálního bodu v rámci makroskopického kódu FE, který je výpočetně mnohem účinnější než detailní diskrétnizace jednotky založené na FE.Základní konstitutivní chování matrixové fáze je simulováno pomocí jiného než místního modelu krystalické plasticity.V tomto modelu ovlivňují neliovné rozložení geometricky potřebných dislokací (GND), vyvolané přechody kmenů v oblastech rozhraní, kalení.Dále, konkrétně pro dvoufázové materiály, které jsou předmětem zájmu, obsahuje zákon o zpevnění prahový term ín, který souvisí s Orowanským stresem.Pro fázi srážek jsou do modelu začleněny mechanismy stříhání srážek a výtěžnosti iv Souhrnný výstup.Kromě toho se provádí typické anomální chování intermetaliků Ni3Al a dalších účinků, které nejsou Schmid, a je prokázán jejich dopad na mechanickou odpověď ze slitin.Dále se navrhuje model poškození, který integruje časové a cyklické poškození do obecně použitelného pravidla o postupném poškození.Kritérium založené na zátěži Orowan je zavedeno pro detekci zpětného skluzu na mikroskopické úrovni a akumulace cyklického poškození je kvantifikována pomocí imobilizačního mechanismu dislokační smyčky.Dále je do modelu začleněna interakce mezi akumulací cyklických a časově závislých škod.Simulace pro širokou škálu podmínek zatížení ukazují odpovídající souhlas s experimentálními výsledky.Procesy raftování a srážení jsou modelovány definováním vývojových rovnic pro několik mikrostrukturálních rozměrů.Tyto rovnice jsou v souladu se snížením vnitřní energie, která je často považována za hnací sílu procesu rozkladu.Mechanická odezva znehodnocených materiálů je simulována a existuje odpovídající shoda s experimentálně pozorovanými trendy.A konečně, multi-scale schopnost je prokázána použitím modelu v plynové turbínové lopatky konečných prvků analýzy.To ukazuje, že změny mikrostruktury značně ovlivňují mechanickou odezvu součástí plynové turbíny.