Modellazione su più scala di Superleghe a cristalli singoli per turbine a gas a turbina a turbina a gas a turbina a turbina a turbina a turbina a gas a turbina a turbina a turbina a gas sono ampiamente utilizzati per la produzione di energia elettrica e per la propulsione di aeromobili e navi.Le loro parti più caricate, le pale a rotore di turbina, sono fabbricate con superleghe a base di nichel in cristallo.Il comportamento superiore ad alta temperatura di questi materiali è attribuito alla microstruttura composita in due fasi costituita da una matrice g (Ni) contenente una frazione di grande volume di g-;- particelle (Ni3Al).Durante il servizio, le precipitazioni iniziali cubioidali si evolvono in placche allungate attraverso un processo basato sulla diffusione chiamato rafting.In questo lavoro si sviluppa un quadro costitutivo micro-meccanico che rappresenta specificamente la morfologia microstrutturale e la sua evoluzione.Nella proposta di approccio multiscala, la scala di lunghezza macroscopic a caratterizza il livello ingegneristico sul quale viene tipicamente applicato un calcolo di elementi finiti (FE).La scala di lunghezza mesoscopic a rappresenta il livello della microstruttura attribuita ad un punto materiale macroscopico.A questa scala di lunghezza, il materiale è considerato un composto di due diverse fasi, che compongono una cell a unit à appositamente progettata.La scala di lunghezza microscopica riflette il livello cristallografico delle singole fasi del materiale.Il comportamento costitutivo di queste fasi è definito a questo livello.La cella di unit à proposta contiene regioni di interfaccia speciali, in cui si presume che i gradienti di deformazione plastica siano concentrati.In queste regioni di interfaccia, il gradiente di deformazione indotta le sollecitazioni di schiena si sviluppano così come le sollecitazioni provenienti dal reticolo disadattato tra le due fasi.La dimensione limitata della cell a di unit à e le semplificazioni micromeccaniche rendono il quadro particolarmente efficiente in un approccio su più scala.La risposta della cellula di unit à è determinata numericamente a un livello di punto materiale all'interno di un codice FE macroscopico, che è computazionale molto più efficiente di una discrezionalità dettagliata basata su una cella di unità FE.Il comportamento costitutivo della fase di matrice viene simulato utilizzando un modello di plasticità cristallina a gradiente di ceppo non locale.In questo modello, le distribuzioni non uniformi di lussazioni geometricamente necessarie (GND), indotte da gradienti di ceppo nelle regioni di interfaccia, influenzano il comportamento di indurimento.Inoltre, specificamente per il materiale a due fasi interessato, la legge sull’indurimento contiene un termine di soglia relativo allo stress orowan.Per la fase precipitata, i meccanismi di cesoia e recupero iv Scala sommaria sono incorporati nel modello.Inoltre, viene implementato il tipico comportamento anomalo della resa dei Ni3Al-intermetallici e di altri effetti non-Schmid e viene dimostrato il loro impatto sulla risposta meccanica superlega.In secondo luogo, viene proposto un modello di danno che integri i danni a tempo e a ciclo in una regola generale applicabile sui danni incrementali.Viene introdotto un criterio basato sullo stress di Orowan per rilevare l’inversione di errore sul livello microscopico e l’accumulo di danni ciclici viene quantificato utilizzando il meccanismo di immobilizzazione del ciclo di dislocazione.Inoltre, l'interazione tra accumulo di danni ciclico e dipendente dal tempo è incorporata nel modello.Le simulazioni per una vasta gamma di condizioni di carico mostrano un accordo adeguato con i risultati sperimentali.I processi di rafting e di carrozzeria sono modellati definendo equazioni di evoluzione per diverse dimensioni microstrutturali.Queste equazioni sono coerenti con una riduzione dell'energia interna, che è spesso considerata la forza trainante del processo di degradazione.La risposta meccanica del materiale degradato è simulata e si trova un accordo adeguato con le tendenze sperimentalmente osservate.Infine, la capacità su più scala è dimostrata applicando il modello in un’analisi degli elementi finiti delle pale a turbina a gas.Ciò dimostra che i cambiamenti nella microstruttura influenzano notevolmente la risposta meccanica dei componenti delle turbine a gas.