@article { author = {Mahdiyar, Nafise and Hosseini, Seyed Vahid}, title = {Investigation of the Effect of Substrate Material in Nano-indentation Process using Molecular Dynamics Simulation}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {10}, pages = {1-15}, year = {2021}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Nano-indentation is a valuable method for determining the mechanical properties of thin films. In this paper, in order to investigate the hardness of different metals, the nano-indentation process on three workpieces with nickel, copper and aluminum is studied by simulating molecular dynamics. According to the force-displacement curves, nickel and aluminum apply the most and the least force to the indenter, respectively. Based on the hardness-displacement curve obtained for the three components, aluminum has the lowest and nickel the highest hardness. The force-displacement curve of aluminum and hardness-displacement curve of nickel was validated by the force-displacement curve of aluminum and hardness-displacement of nickel in the previous study. The results of atomic phase transfer simulation showed that the deformation in nickel is mainly plastic and in aluminum elastic-plastic. Atomic accumulation was validated after the completion of the process on the copper surface with experimental results and simulation of finite element research of the past. By simulating crystal defects in workpieces, it was found that at the same depth and load, the distribution of crystal defects in aluminum, in addition to the depression area, is also present in the surface of the part and the underlying layers, while the dispersion of defects in copper and nickel is less. Dislocation motion was investigated as the main cause of slipping and deformation in workpieces.}, keywords = {Nano-indentation,Molecular Dynamics,Hardness,Substrate material}, title_fa = {بررسی اثر جنس قطعه در فرآیند نانو فروروندگی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی}, abstract_fa = {نانو فروروندگی ابزاری ارزشمند برای تعیین خصوصیات مکانیکی لایه های نازک است. شبیه سازی دینامیک مولکولی یک روش موثر برای مطالعه ی آزمایش نانوفروروندگی است. در این مقاله، به منظور بررسی سختی فلزات مختلف، فرآیند نانو فروروندگی روی سه قطعه کار با جنس های نیکل، مس و آلومینیوم به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه میشود. طبق منحنی های نیرو-جابجایی، نیکل و آلومینیوم به ترتیب بیشترین و کمترین نیرو را به ابزار اعمال میکنند. بر اساس منحنی سختی-جابجایی بدست آمده برای سه قطعه، آلومینیوم کمترین و نیکل بیشترین سختی را دارند. منحنی نیرو-جابجایی آلومینیوم و سختی-جابجایی نیکل با منحنی نیرو-جابجایی آلومینیوم و سختی-جابجایی نیکل تحقیقات گذشتگان تعیین اعتبار شد. نتایج شبیه سازی تغییر فاز اتم ها نشان داد که تغییر شکل در نیکل عمدتا به صورت پلاستیک و در آلومینیوم الاستیک-پلاستیک است. انباشتگی اتمی بعد از اتمام فرآیند روی سطح مس با نتایج تجربی و شبیه سازی المان محدودی تحقیق گذشتگان تعیین اعتبار شد. با شبیه سازی عیوب کریستالی در قطعات مشخص شد در عمق و بارگذاری یکسان، توزیع عیوب کریستالی در آلومینیوم علاوه بر ناحیه ی فروروندگی، در سطح قطعه و لایه های زیرین فرورفتگی هم وجود دارد در حالی پراکندگی عیوب در مس و نیکل کمتر است. حرکت نابجایی ها بعنوان عامل اصلی ایجاد لغزش و تغییر شکل در قطعات بررسی شد.}, keywords_fa = {نانو فرو روندگی,دینامیک مولکولی,سختی,جنس قطعه}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146552.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146552_60ad9c73a73b3c0032d8838815e39469.pdf} }