Dinâmica de deslocamentos

A dinâmica dos deslocamentos ou dinâmica dos deslocamentos discretos , muitas vezes abreviada como DD ou DDD , consiste em simular por cálculo computacional a evolução (ou dinâmica) de um conjunto de deslocamentos ao longo do tempo. Esta simulação permite modelar a deformação plástica de materiais cristalinos, em escala micrométrica.

Introdução

Os deslocamentos são defeitos lineares presentes no material cristalino , e são a causa física das deformações plásticas . Quando um material é tensionado mecanicamente, os deslocamentos presentes neste material começam a se mover, o que induz diretamente à deformação plástica. As interações entre os deslocamentos colocados em movimento ou fenômenos físicos que ocorrem na escala atômica também podem afetar o movimento dos deslocamentos, ou mesmo criar novos deslocamentos. Todos esses fenômenos podem ser traduzidos em uma simulação digital da dinâmica de deslocamento.

A dinâmica dos deslocamentos não permite simular grandes volumes de materiais, como uma peça mecânica em tamanho natural, que será estudada pelo método dos elementos finitos , utilizando leis de comportamento mecânico mais ou menos complexas. Tampouco a dinâmica dos deslocamentos permite o estudo de materiais na escala atômica com precisão, que é tratada pela dinâmica molecular , ou mesmo, para volumes de poucos átomos, por cálculo ab initio . Na verdade, a dinâmica dos deslocamentos permite o estudo de materiais em uma escala intermediária entre a escala macroscópica e a escala atômica, funcionando idealmente em uma escala micrométrica. A dinâmica dos deslocamentos é, portanto, uma ferramenta importante nos estudos multiescala em mecânica e materiais. A partir de cálculos realizados em menor escala, permite identificar ou validar leis mecânicas que podem ser utilizadas em cálculos em larga escala.

Software de dinâmica de deslocamento atual

A melhoria na capacidade de computação do computador permitiu o surgimento da dinâmica dos deslocamentos a partir do início da década de 1990. O primeiro código 3D foi desenvolvido na França a partir de 1991. Em 2011 havia cerca de dez códigos. De dinâmica de deslocamento funcional, e a maioria ainda está sob desenvolvimento. Os códigos 2D primeiro viram a luz do dia, então o poder da computação permitiu o desenvolvimento de códigos 3D.

Dinâmica de deslocamentos 2D

Dinâmica de deslocamentos 3D

Dinâmica de deslocamentos

Princípio geral

O objetivo de um cálculo de dinâmica de deslocamento é modelar o deslocamento de um conjunto de linhas (deslocamentos) incluídos em um volume. O cálculo é feito de forma discreta no espaço e no tempo. Cada configuração de deslocamento induz uma deformação permanente do material, que pode ser calculada simplesmente a partir da configuração de deslocamento.


Discretização no espaço e no tempo

Evolução algorítmica de um cálculo

Exemplos de aplicação

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Bibliografia