Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26917 |
Resumo: | A maior parte da modelagem de transformações em estado sólido concentrouse nas transformações que ocorrem a partir de uma matriz homogênea, ou seja, a nucleação ocorre em sítios uniformemente aleatórios, descrito pela Teoria de Johnson, Mehl, Avrami e Komolgorov. Através da geometria estocástica, os sítios localizados no espaço podem ser aproximados pelo processo de ponto de Poisson homogêneo. No entanto, existem situações em que se encontra uma matriz não homogênea. Um exemplo é a recristalização de metais submetidos a uma deformação não homogênea. Se a recristalização ocorre nas regiões onde a energia armazenada do trabalho a frio é alta, há um número maior de núcleos e uma velocidade de crescimento mais rápida do que na região onde a energia armazenada é baixa. Neste trabalho foi realizado simulações computacionais para quando a nucleação ocorre de forma não homogênea com velocidade de crescimento constante, quando a nucleação ocorre de forma homogênea com velocidade de crescimento variável e quando a nucleação e a velocidade ocorrem de forma não homogênea. Foi empregado o método do Cone Causal (CC) para simular as reações de nucleação e crescimento não homogêneas. Os resultados das simulações foram comparados com a teoria analítica específica para cada caso, em particular desenvolvida por Villa e Rios, a fim de atestar que as simulações ocorrem da maneira esperada, além de gerar as microestruturas. A concordância entre simulação e teoria analítica foi boa para a maioria dos casos, exceto para quando há poucos núcleos distribuídos de maneira não homogênea e maiores gradientes de velocidade. A velocidade não homogênea tem um efeito substancial na cinética de transformação e na evolução microestrutural. A distribuição não homogênea dos núcleos tem um efeito mais substancial na microestrutura do que uma distribuição não homogênea de velocidade. |
id |
UFF-2_1e30979dfc9ad60c4cde79b6f89b71ff |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:app.uff.br:1/26917 |
network_acronym_str |
UFF-2 |
network_name_str |
Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
repository_id_str |
2120 |
spelling |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneasTransformações de faseRecristalizaçãoSimulação computacionalNucleação e crescimento não homogêneoEvolução microestruturalTransformação de faseNucleaçãoSimulação computacionalRecristalização de metaisModelamento e simulação de processos e fenômenosEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualPhase transformationsRecrystallizationComputer simulationNonhomogeneous nucleation and growthMicrostructural evolutionA maior parte da modelagem de transformações em estado sólido concentrouse nas transformações que ocorrem a partir de uma matriz homogênea, ou seja, a nucleação ocorre em sítios uniformemente aleatórios, descrito pela Teoria de Johnson, Mehl, Avrami e Komolgorov. Através da geometria estocástica, os sítios localizados no espaço podem ser aproximados pelo processo de ponto de Poisson homogêneo. No entanto, existem situações em que se encontra uma matriz não homogênea. Um exemplo é a recristalização de metais submetidos a uma deformação não homogênea. Se a recristalização ocorre nas regiões onde a energia armazenada do trabalho a frio é alta, há um número maior de núcleos e uma velocidade de crescimento mais rápida do que na região onde a energia armazenada é baixa. Neste trabalho foi realizado simulações computacionais para quando a nucleação ocorre de forma não homogênea com velocidade de crescimento constante, quando a nucleação ocorre de forma homogênea com velocidade de crescimento variável e quando a nucleação e a velocidade ocorrem de forma não homogênea. Foi empregado o método do Cone Causal (CC) para simular as reações de nucleação e crescimento não homogêneas. Os resultados das simulações foram comparados com a teoria analítica específica para cada caso, em particular desenvolvida por Villa e Rios, a fim de atestar que as simulações ocorrem da maneira esperada, além de gerar as microestruturas. A concordância entre simulação e teoria analítica foi boa para a maioria dos casos, exceto para quando há poucos núcleos distribuídos de maneira não homogênea e maiores gradientes de velocidade. A velocidade não homogênea tem um efeito substancial na cinética de transformação e na evolução microestrutural. A distribuição não homogênea dos núcleos tem um efeito mais substancial na microestrutura do que uma distribuição não homogênea de velocidade.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.Most of the modeling of transformations in the solid state is concentrated in the transformations that occur from a homogeneous matrix, that is, a nucleation occurs at uniformly random sites, described by the Johnson, Mehl, Avrami and Komolgorov Theory. Through stochastic geometry, the sites located in space can be approximated by the homogeneous Poisson point process. However, there are situations in which you find an inhomogeneous matrix. An example is the recrystallization of metals used for inhomogeneous deformation. If recrystallization occurs in regions where the energy stored in cold working is high, there is a greater number of nuclei and a faster growth rate in the region where the stored energy is low. In this work, computer simulations were performed for when the nucleation occurs in an inhomogeneous manner with a constant growth rate, when the nucleation occurs homogeneously with a variable growth rate and when the nucleation and the velocity occur in an inhomogeneous manner. The Causal Cone (CC) method was used to simulate inhomogeneous nucleation and growth recovery. The results of the simulations were compared with an analytical theory specific to each case, in particular developed by Villa and Rios, in order to certify that simulations occurred in the expected way, in addition to generating as microstructures. A concordance between simulation and analytical theory was good for most cases, except when there are few nuclei distributed in an inhomogeneous way and higher velocity gradients. Inhomogeneous velocity has a substantial effect on transformation kinetics and microstructural evolution. The inhomogeneous distribution of the nuclei has a more substantial effect on the microstructure than an inhomogeneous distribution of velocity.191 p.Rios, Paulo Rangelhttp://lattes.cnpq.br/2150558011507981Assis, Weslley Luiz da Silvahttp://lattes.cnpq.br/8444210181194986Fonseca, Gláucio Soares dahttp://lattes.cnpq.br/9663765935778795Medeiros, Mabelle Biancardi Oliveira dehttp://lattes.cnpq.br/5770236266739805http://lattes.cnpq.br/1556362652750537Lyrio, Mariana Sizenando2022-11-10T21:49:27Z2022-11-10T21:49:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLYRIO, Mariana Sizenando. Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas. 2020. 191 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2020.http://app.uff.br/riuff/handle/1/26917CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-11-10T21:49:30Zoai:app.uff.br:1/26917Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:07:27.536177Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
title |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
spellingShingle |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas Lyrio, Mariana Sizenando Transformações de fase Recristalização Simulação computacional Nucleação e crescimento não homogêneo Evolução microestrutural Transformação de fase Nucleação Simulação computacional Recristalização de metais Modelamento e simulação de processos e fenômenos Engenharia Metalúrgica Produção intelectual Phase transformations Recrystallization Computer simulation Nonhomogeneous nucleation and growth Microstructural evolution |
title_short |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
title_full |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
title_fullStr |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
title_full_unstemmed |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
title_sort |
Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas |
author |
Lyrio, Mariana Sizenando |
author_facet |
Lyrio, Mariana Sizenando |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Rios, Paulo Rangel http://lattes.cnpq.br/2150558011507981 Assis, Weslley Luiz da Silva http://lattes.cnpq.br/8444210181194986 Fonseca, Gláucio Soares da http://lattes.cnpq.br/9663765935778795 Medeiros, Mabelle Biancardi Oliveira de http://lattes.cnpq.br/5770236266739805 http://lattes.cnpq.br/1556362652750537 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Lyrio, Mariana Sizenando |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Transformações de fase Recristalização Simulação computacional Nucleação e crescimento não homogêneo Evolução microestrutural Transformação de fase Nucleação Simulação computacional Recristalização de metais Modelamento e simulação de processos e fenômenos Engenharia Metalúrgica Produção intelectual Phase transformations Recrystallization Computer simulation Nonhomogeneous nucleation and growth Microstructural evolution |
topic |
Transformações de fase Recristalização Simulação computacional Nucleação e crescimento não homogêneo Evolução microestrutural Transformação de fase Nucleação Simulação computacional Recristalização de metais Modelamento e simulação de processos e fenômenos Engenharia Metalúrgica Produção intelectual Phase transformations Recrystallization Computer simulation Nonhomogeneous nucleation and growth Microstructural evolution |
description |
A maior parte da modelagem de transformações em estado sólido concentrouse nas transformações que ocorrem a partir de uma matriz homogênea, ou seja, a nucleação ocorre em sítios uniformemente aleatórios, descrito pela Teoria de Johnson, Mehl, Avrami e Komolgorov. Através da geometria estocástica, os sítios localizados no espaço podem ser aproximados pelo processo de ponto de Poisson homogêneo. No entanto, existem situações em que se encontra uma matriz não homogênea. Um exemplo é a recristalização de metais submetidos a uma deformação não homogênea. Se a recristalização ocorre nas regiões onde a energia armazenada do trabalho a frio é alta, há um número maior de núcleos e uma velocidade de crescimento mais rápida do que na região onde a energia armazenada é baixa. Neste trabalho foi realizado simulações computacionais para quando a nucleação ocorre de forma não homogênea com velocidade de crescimento constante, quando a nucleação ocorre de forma homogênea com velocidade de crescimento variável e quando a nucleação e a velocidade ocorrem de forma não homogênea. Foi empregado o método do Cone Causal (CC) para simular as reações de nucleação e crescimento não homogêneas. Os resultados das simulações foram comparados com a teoria analítica específica para cada caso, em particular desenvolvida por Villa e Rios, a fim de atestar que as simulações ocorrem da maneira esperada, além de gerar as microestruturas. A concordância entre simulação e teoria analítica foi boa para a maioria dos casos, exceto para quando há poucos núcleos distribuídos de maneira não homogênea e maiores gradientes de velocidade. A velocidade não homogênea tem um efeito substancial na cinética de transformação e na evolução microestrutural. A distribuição não homogênea dos núcleos tem um efeito mais substancial na microestrutura do que uma distribuição não homogênea de velocidade. |
publishDate |
2022 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2022-11-10T21:49:27Z 2022-11-10T21:49:27Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
LYRIO, Mariana Sizenando. Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas. 2020. 191 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2020. http://app.uff.br/riuff/handle/1/26917 |
identifier_str_mv |
LYRIO, Mariana Sizenando. Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas. 2020. 191 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2020. |
url |
http://app.uff.br/riuff/handle/1/26917 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
CC-BY-SA info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
CC-BY-SA |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) instname:Universidade Federal Fluminense (UFF) instacron:UFF |
instname_str |
Universidade Federal Fluminense (UFF) |
instacron_str |
UFF |
institution |
UFF |
reponame_str |
Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
collection |
Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF) |
repository.mail.fl_str_mv |
riuff@id.uff.br |
_version_ |
1811823667125944320 |