KFUPM ePrints

INVESTIGATING DISLOCATION STRUCTURE EVOLUTION DURING NANOINDENTATION

l INVESTIGATING DISLOCATION STRUCTURE EVOLUTION DURING NANOINDENTATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Accepted Version
Restricted to Abstract Only

2964Kb

Arabic Abstract

لقد تم دراسة تنامي الخلل الحاصل في المواد خلال عملية الغرز بالنانو بإستخدام نظرية مرونة الخلل ثلاثية الأبعاد. هذه النظرية تعتمد على بعدي طول و ديناميكية الخلل وتحليل العناصر المحدودة. تم دراسة تضاعف و نمو و حركة الخلل في محيط منطقة الغرز. و من ثم تم رسم طوبوغرافيا للسطح المغروس لملاحظة الترتيب الذي أحدثه الخلل. تم إستحداث نظرية غرس لكل من رأس الغرس الكروي و الأسطواني و المخروطي و البيركوفيج . تم توظيف المصادر المتعددة للخلل في الدراسة. لقد لوحظ أن نشاظ الخلل يعتمد بشكل كبير على طبيعة المصدر الأساسي (المنشأ) لهذا الخلل. و لقد لوحظ أيضاً أن إتجاه البلورات في المادة تؤثر على طبوغرافية السطح المغروز بالنانو. إنّ دقة نظرية تأثير حجم الغرز بالنانو طُورت بالإعتماد على المحاكاة ثنائية الأبعاد. لقد وجد أن قيم الصلادة قد إنحرفت عن المفروض لو تم اعتماد النظرية ثلاثية الأبعاد و ذلك لأنه تم تجاهل أهمية مفهوم الإنزلاق المتقاطع و التقوية بالسلاسة في نظرية الأبعاد الثنائية.

English Abstract

Dislocation structure evolution during nanoindentation is investigated using a three-dimensional multi-scale discrete dislocation plasticity model. This model combines two length scales, discrete dislocation dynamics and continuum finite element analysis. The multiplication, growth and movement of dislocations on different slip planes, in the vicinity of the nanoindentation site, are studied. Moreover, topographical maps of the nanoindented surface are generated to observe the patterns formed by exiting dislocations. Nanoindentation models are developed for spherical, cylindrical, conical and Berkovich indenter tips. Different initial configurations of dislocation sources are employed in the study. It is observed that the dislocation activity significantly depends upon the initial configuration of the dislocation sources. Secondly, the orientation of the crystal influences the topography of the nanoindented surface. The accuracy of nanoindentation size effect model developed based on two-dimensional simulations is also investigated. It is found that the hardness results for two-dimensional simulations deviate from those of the three-dimensional model. This is because the important phenomena of cross-slip and strain hardening are ignored in two-dimensional models.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Research
Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor:Khan, Shafique
Committee Members:Abu-Dheir, Numan and Pashah, Sulaman
ID Code:139179
Deposited By:ZAFAR HASSAAN (g201003080)
Deposited On:18 May 2014 15:23
Last Modified:18 May 2014 15:23

Repository Staff Only: item control page