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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 應用力學研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/56190
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor舒貽忠(Yi-Chung Shu)
dc.contributor.authorYu-Tung Chouen
dc.contributor.author周雨彤zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-16T05:18:21Z-
dc.date.available2014-08-21
dc.date.copyright2014-08-21
dc.date.issued2014
dc.date.submitted2014-08-16
dc.identifier.citation1. Cahn, J. W. and Hilliard, J.E. (1958), Free energy of a nonuniform system. I. Interfacial free energy. Journal of Chemical Physics, 28: 258-267.
2. Allen, S. M. and Cahn, J. W. (1972), Ground state structures in ordered binary alloys with second neighbor interaction. Acta Metallurgica, 20: 423-433.
3. Fix, G. J. (1983), In free boundary problems: theory and applications, Ed. A. Fasano and M. Primicerio, p. 580, Pitman (Boston).
4. Langer, J. S. (1986), Models of pattern formation in first–order phase transitions, In Directions in Condensed Matter Physics p. 165, Ed. G. Grinstein and G. Mazenko, World Scientific, Singapore.
5. Karma, A., Kessler, D. A., and Levine, H. (2001), Phase-field model of mode III dynamic fracture. Physical Review Letters, 87: 045501.
6. Folch, R., Casademunt, J., and Herna’ndez-Machado, A. (1999), Phase-field model for Hele-Shaw flows with arbitrary viscosity contrast II. Numerical study. Physical Review E, 60: 1734 -1740.
7. Boettinger, W. J., Warren, J. A., Beckermann, C., and Karma, A. (2002), Phase-field simulation of solidification. Annual Review of Material Research. 32: 163-194.
8. Biben, T., Kassner, K., and Misbah, C. (2005), Phase-field approach to three-dimensional vesicle dynamics. Physical Review E, 72: 041921.
9. Moelans, N., Blanpain, B., and Wollants, P. (2008), An introduction to phase-field modeling of microstructure evolution. Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 32: 268-294.
10. Shu, Y. C., Yen, J. H. (2007), Pattern formation in martensitic thin films. Applied Physics Letters, 91: 021908.
11. Shu, Y. C., Yen, J. H. (2008), Multivariant model of martensitic microstructure in thin films. Acta Materialia, 56: 3969-3981.
12. Bhattacharya, K. (1993), Comparison of the geometrically nonlinear and linear theories of martensitic transformation. Continuum Mechanics and Thermodynamics, 5: 205-242.
13. Bhattacharya, K. (2003), Microstructure of Martensite. OXFORD MATERIALS, ISBN 978-0-19-850934-9.
14. Shu, Y. C., and Bhattacharya, K. (2001), Domain patterns and macroscopic behavior of ferroelectric materials. Philosophical Magazine B, 81: 2021-2054.
15. Shu, Y. C. (2002), Strain relaxation in an alloy film with a rough free surface. Journal of Elasticity, 66: 63-92.
16. Shu, Y. C., Yen ,J. H., Chen, H. Z., Li, J. Y., Li, L. J. (2008), Constrained Modeling of Domain Patterns in Rhombohedral Ferroelectrics. Applied Physics Letters, Vol. 92, Art. No. 052909.
17. Li, L. J., Li, J. Y., Shu, Y. C., Chen, H. Z., Yen, J. H. (2008), Magnetoelastic Domains and Magnetic Field-Induced Strains in Ferromagnetic Shape Memory Alloys by Phase-Field Simulation. Applied Physics Letters, Vol. 92, Art. No. 172504.
18. Yen, J. H., Shu, Y. C, Shieh, J., Yeh, J. H. (2008), A Study of Electromechanical Switching in Ferroelectric Single Crystals. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Vol. 56, pp. 2117-2135.
19. Shu, Y. C., Yen, J. H., Chen, H. Z., Li, J. Y. and Li, L. J. (2008) Constrained Modeling of Domain Patterns in Rhombohedral Ferroelectrics. Applied Physics Letters, Vol. 92, Art. No. 052909.
20. 刑建東(2004), 工程材料基礎. 機械工業出版社, ISBN 7-111-12978-4.
21. 張聯盟, 黃學輝, 宋曉嵐(2005), 材料科學基礎. 武漢理工大學出版社, ISBN 7-5629-2135.
22. 顏睿亨(2008), 以多階層狀結構理論開發鐵電與麻田散鐵材料之微觀及介觀模型. 台灣大學應用力學研究所博士論文.
23. 陳宏志(2013), 雙尺度相場架構應用於微結構與等效性質之研究. 台灣大學應用力學研究所博士論文.
24. 顏睿亨(2003), 磁性薄膜磁力互動模型分析與數值模擬之研究. 台灣大學應用力學研究所碩士論文.
25. 陳宏志(2007), 平行架構與快速演算法應用於麻田散鐵與磁性材料微結構之研究. 台灣大學應用力學研究所碩士論文.
26. 林昇旺(2009), 麻田散鐵薄膜或薄膜於基材上具平面法向異向性之微結構模擬. 台灣大學應用力學研究所碩士論文.
27. 沈明憲(2008), 新式相場模擬法應用於鐵電材料微晶域之研究. 台灣大學應用力學研究所碩士論文.
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/56190-
dc.description.abstract本文的目的在於建立一套能觀察二維非均質麻田散鐵薄膜於基材上微結構模擬的系統,對整體材料微結構的演化能有進一步的了解。過去,本研究團隊以新式相場法的架構進行研究,而本論文以此為根基,發展出一套能夠描述二維非均質麻田散鐵材料薄膜基材微結構演化的系統並且進行數值分析模擬。
本研究藉由能量極小原理搭配變分法推導出演化方程式,在週期性邊界上利用快速傅立葉轉換建立計算材料內應力之快速演算法,非週期性邊界則利用半隱性法取時間上的離散化。對於薄膜基材系統之數值模擬,(1) 我們首先驗證此方法計算應力場演算法之正確性,(2)調整係數將此與研究團隊發展的薄膜系統結果比較,(3) 改變模擬參數,觀察當薄膜與基材之係數不同時,能量最低時的微結構晶域分布圖,並將其與係數相同的結果比較並討論不同之處。在未來可為進行相關實驗或者進行類似模擬的研究員,提供相當程度的幫助。
zh_TW
dc.description.abstractThis thesis aims to develop a model for microstructure simulation in a martensitic film/substrate system accounting for out-of-plane elastic inhomogeneity. The model is built on the novel phase-field approach developed by the present research team. But it differs from the consideration of elastic inhomogeneity between the film and substrate.
The thesis derives the microstructure evolution equation based on the calculus of variation. The elastic stress field is solved by applying the Fourier Transform over the periodic boundary condition along the film. In addition, the semi-implicit method and central difference method are also used for non-periodic boundary conditions such as traction-free on the top of film and stationary at the bottom of substrate. The calculation of stress field is validated by the comparison with COMSOL simulation. In addition, the simulation results under the consideration of vanishing elastic constants of substrate agree with those in the case of free-standing film. Finally, our results indicate that the microstructure patterns accounting for elastic inhomogeneity between film and substrate are different from those based on the assumption of identical elastic moduli.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-16T05:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014
en
dc.description.tableofcontents中文摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
圖目錄 vi
表目錄 vii
第1章 導論 1
1.1 簡介智能材料 1
1.2 研究目的與方法 3
1.3 文獻回顧 4
1.4 本文架構 5
第2章 理論架構 6
2.1 簡介兄弟晶與本徵應變 6
2.1.1 麻田散鐵的晶格轉變 6
2.1.2 彈性諧和條件與本徵應變 9
2.2 數學模型 10
2.3 能量極小原理 13
2.4 演化方程式 17
2.5 傅立葉轉換處理彈性力學平衡問題 19
2.5.1 應力場以及應變場之無因次化 19
2.5.2 求解二維彈性力學力平衡問題 21
2.5.3 代入邊界條件求解 的完整解 29
2.6 本論文所使用簡化的例子 36
第3章 數值方法 38
3.1 數值演化法 38
3.2 計算流程及能量的離散形式 41
3.2.1 計算流程 41
3.2.2 各能量之離散形式 42
第4章 數值模擬結果 44
4.1 模擬參數設定 44
4.2 驗證薄膜基材系統 45
4.3 與薄膜系統驗證比較 47
4.4 改變不同模擬參數之穩定兄弟晶圖形 50
第5章 結論及未來展望 58
參考文獻 59
附錄 利用Fundamental matrix解決數值計算時 於 為正負無限大時的發散 62
dc.language.isozh-TW
dc.subject微結構zh_TW
dc.subject形狀記憶效應zh_TW
dc.subject麻田散鐵材料zh_TW
dc.subject非均質材料zh_TW
dc.subject新式相場法zh_TW
dc.subject快速傅立葉轉換zh_TW
dc.subjectSemi-implicit Methoden
dc.subjectFourier Transformen
dc.subjectMartensiticen
dc.subjectNovel Phase-Field Methoden
dc.subjectMicrostructureen
dc.title具非均質麻田散鐵薄膜基材系統之微結構模擬zh_TW
dc.titleSimulation of Microstructure in a Martensitic Film/Substrate with out-of-plane Inhomogeneityen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear102-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee陳國慶(Kuo-Ching Chen),陳瑞琳(Ruey-Lin Chern)
dc.subject.keyword形狀記憶效應,麻田散鐵材料,非均質材料,新式相場法,快速傅立葉轉換,微結構,zh_TW
dc.subject.keywordMartensitic,Fourier Transform,Novel Phase-Field Method,Microstructure,Semi-implicit Method,en
dc.relation.page64
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2014-08-17
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept應用力學研究所zh_TW
顯示於系所單位:應用力學研究所

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