Characterization of crystal defects during molecular dynamics simulations of mechanical deformation

  • Atomistic simulations are a suitable method to study the deformation behavior of crystalline solids. Due to the increasing computational power, simulations of larger volumes are becoming feasible. In order to extract the material properties to be investigated from the increasing amount of raw data, suitable methods are required. In this thesis, new analysis methods are presented. Dislocations, being the carrier of plastic deformation, are directly extracted and characterized from atomistic raw data. In shape memory alloys additionally phase boundaries are identified. These methods are applied in nanoindentation simulations in copper to identify the density of geometrically necessary dislocation and the evolution of dislocations. In shape memory alloys the interaction between dislocations and the austenitic-martensitic phase transformation is studied.
  • Für die Untersuchung des Verformungsverhaltens von Festkörpern sind atomistische Simulationen ein geeignetes Verfahren. Durch die steigende verfügbare Rechenleistung, können größere Volumen simuliert werden. Die damit einhergehende Steigerung der generierten Rohdaten bedarf einer geeigneter Methoden, um die zu untersuchenden Materialeigenschaften abzuleiten. In dieser Arbeit werden Analysemethoden für atomistische Simulationen entwickelt. Versetzungen, als Träger der plastischen Verformung, werden aus den Rohdaten extrahiert und charakterisiert. In Formgedächtnislegierungen werden zusätzlich Phasengrenzen bestimmt. Die Methoden werden in Nanoindentierungssimulationen von Kupfer zur Bestimmung der geometrisch notwendigen Versetzungsdichte und der Versetzungsevolution verwendet. In Formgedächtnislegierungen wird die Interaktion von Versetzungen und des austenitisch-martensitischen Phasenübergangs untersucht.

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Metadaten
Author:Christoph BegauORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-35617
Referee:Alexander HartmaierORCiDGND, Dierk RaabeORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2012/11/13
Date of first Publication:2012/11/13
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2012/08/31
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Molekulardynamik; Versetzung (Kristallographie); Grenzfläche; Plastische Deformation; Memory-Legierung
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gilt der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht