Simulace mechanismů plastické deformace ve slitinách s tvarovou pamětí pomocí molekulární dynamiky

Abstract

Tato práce se zaměří na studium mechanismů plastické deformace a vývoje mikrostruktury martenzitických krystalů NiTi B19' pomocí atomistických simulací. NiTi vykazuje jedinečnou kombinaci silně anizotropní plastické deformace zprostředkované pouze jedním systémem skluzu s vysoce pohyblivými hranicemi typu dvojčat, přičemž se předpokládá, že spojení těchto dvou mechanismů vytváří jedinečný plastický proces, který způsobuje houževnatost B19' NiTi. Vzhledem ke složitosti martenzitické fáze B19' mají dosavadní potenciály (např. 2NN-MEAM) problém podchytit všechny vlastnosti ovlivňující plastickou deformaci . Tato práce se zaměří na vývoj nového meziatomárího potenciálu pomocí metod neuronových sítí, který by překonal dosavadní analytické meziatomární potenciály.

This thesis focuses on the study of the plastic deformation mechanisms and microstructure evolution of B19’ martensitic NiTi crystals through atomistic simulations. This phase exhibits a unique combination of strongly anisotropic plastic deformation mediated by only one slip system with highly mobile twin-type boundaries, where the coupling of these two mechanisms is believed to create a unique plastic process that governs the high toughness of B19’ NiTi. The computational analysis of the plastic slip pathways is carried out by molecular dynamics. Considering the complexity of the plastic phenomena occurring in B19’ martensitic crystals, the parametrizations of available interatomic potentials for Ni-Ti systems (such as the 2NN-MEAM model) are deemed to be insufficient for an accurate prediction of these complex plastic processes. Based on that, the student develops potential for NiTi using neural networks, evaluating their accuracy by way of comparison to the theory and experiments.