Analytical and numerical solutions to plane strain problems in continuum dislocation theory

  • This dissertation studies the plane strain problems of single crystal strip deforming in one and two active slip systems within continuum dislocation theory. To include the dislocation characteristics in the constitutive equations as an integral part, the free energy is modified to account the energy of lattice defects. A closed-form analytical solutions are found for dislocations pile-up at the boundaries of single crystal strip with single and symmetric double slip systems subject to plane constrained shear, uniaxial extension and mixed deformation of shear and extension. For nonsymmetric double slip system for all three loading cases, the solutions are sought numerically. The solutions exhibit the energetic and dissipative thresholds for dislocation nucleation, the Bauschinger translational work hardening, and the size effects. The comparison of plane constrained shear problem results with discrete dislocation simulations shows good agreement between continuum and discrete approaches.
  • In der hier vorliegenden Arbeit wird die Kontinuumsverschetzungstheorie auf einen Einkristall angewendet und verschiedene Beispiele mit ebenen Dehnungszustand sowie ein und zwei Gleitsystemen werden gezeigt. Um die Eigenschaften der Versetzungen in die Konstitutivgleichungen einzubringen wird die freie Energie modifiziert indem die Energie aus Gitterdefekten hinzugefügt wird. Für die Beispiele ebene Scherung, einaxialer Zug und ebene Scherung mit einaxialen Zug werden für ein Gleitsystem und für zwei symmetrische Gleitsysteme analytische Lösungen hergeleitet. Für zwei nicht symmetrische Gleitsysteme werden numerische Lösungen für diese drei Lastfälle gefunden. Die Ergebnisse zeigen energetische und dissipative Grenze für die Versetzungsbildung sowie den Bauschinger Effekt und den Skaleneffekt. Die Ergebnisse aus ebener Scherung weisen eine gute Übereinstimmung mit der Simulation disketer Versetzungen auf.

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Metadaten
Author:Pramio Garson SembiringGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-45280
Referee:Khanh Chau LeORCiDGND, Klaus HacklORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/01/19
Date of first Publication:2016/01/19
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Date of final exam:2014/06/25
Creating Corporation:Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
GND-Keyword:Versetzung (Kristallographie); Plastizität; Mikrostruktur; Economies of scale; Festigkeit
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurbau, Umwelttechnik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht