A gázturbina gázturbinák esetében az egyablakos kristályos szuperötvözetek többléptékű modellezését széles körben használják az energiatermelésre és a repülőgépek és hajók meghajtására.A legsúlyosabban töltött alkatrészek, a turbina rotor pengék, egykristályos nikkel alapú szuperötvözetekből készülnek.Ezeknek az anyagoknak a magasabb hőmérsékleten mért viselkedését a g-mátrixból (Ni) álló kétfázisú kompozit mikroszerkezetnek tulajdonítják, amely a g_;39;- részecskék (Ni3Al) nagy térfogatú frakcióját tartalmazza.A használat során a kezdetben a kubai csapadékok megnyúlt lemezekké fejlődnek a rafting nevű diffúziós folyamat révén.Ebben a munkában olyan mikromechanikus alkotmányos keretet dolgoznak ki, amely kifejezetten a mikrostrukturális morfológiát és annak alakulását tükrözi.A javasolt többskálás megközelítésben a makroszkópos hosszúsági skála jellemzi azt a mérnöki szintet, amelyen jellemzően véges elem (FE) számítást alkalmaznak.A mezoszkópos hosszúsági skála a makroszkópos anyagponthoz rendelt mikroszerkezet szintjét fejezi ki.Ezen a hosszúsági skálán az anyag két különböző fázisból álló vegyületnek tekintendő, amely egy gondosan megtervezett egységcellát állít össze.A mikroszkopikus hosszúsági skála az egyes anyagfázisok krisztallográfiai szintjét tükrözi.E szakaszok alkotmányos magatartását ezen a szinten határozzák meg.A javasolt egységcella különleges interfész-régiókat tartalmaz, amelyeken a műanyagtörzsgradiensek várhatóan koncentrálódnak.Ezeken az interfészeken a két fázis között kialakul a törzsgradiens indukált hátfeszültség, valamint a rácsos reteszből származó feszültségek.Az egységcella korlátozott mérete és a mikromechanikai egyszerűsítések különösen hatékonysá teszik a keretet egy többléptékű megközelítésben.Az egységsejt-válasz számszerűen, egy makroszkópos FE-kódon belüli anyagponti szinten kerül meghatározásra, amely számításilag sokkal hatékonyabb, mint a részletes FE-alapú egységcella-diszkrecionizáció.A mátrixfázis alkotó viselkedését a nem helyi törzsgradiens kristályos lágyulási modell alkalmazásával szimulálják.Ebben a modellben az interfészeken a törzsgradiensek által indukált geometriailag szükséges disztribúciók (GND) nem egységes eloszlása befolyásolja a keményítési viselkedést.Továbbá, különösen az érdekelt kétfázisú anyagok esetében, a keményítő törvény az Orowan stresszre vonatkozó küszöbértéket tartalmaz.A csapadékfázis esetében a csapadékmetszés és a visszanyerés iv. összesített emelkedés mechanizmusait beépítik a modellbe.Emellett a Ni3Al-intermetallics jellegzetes, rendellenes hozamú viselkedését és más nem Schmid hatásokat is végrehajtják, és ezek hatását a szuperötvözött mechanikai válaszra is bizonyítják.Következésképp egy olyan kármodellt javasolnak, amely az időfüggő és ciklikus károsodást egy általánosan alkalmazandó, az idővel növekményes kárra vonatkozó szabályba integrálja.Az Orowan stresszre épülő kritérium a csúszás mikroszkopikus szinten történő visszafordításának észlelése érdekében kerül bevezetésre, és a ciklikus károsodás felhalmozódását a kimozdulási hurok immobilizációs mechanizmusával kell számszerűsíteni.Továbbá a ciklikus és az időfüggő kárfelhalmozás kölcsönhatását beépítik a modellbe.A terhelési feltételek széles skálájára vonatkozó szimulációk megfelelő egyetértést mutatnak a kísérleti eredményekkel.A rafting- és kopaszolási folyamatokat a mikrostrukturális méretek közül több evolúciós egyenletek meghatározásával modellezik.Ezek az egyenletek összhangban vannak a belső energia csökkentésével, amely gyakran tekinthető a bomlási folyamat hajtóerejének.A károsodott anyag mechanikai reakcióját szimulálják, és megfelelő egyetértést találnak a kísérletek során megfigyelt tendenciákkal.Végezetül, a többléptékű képességet a modell egy gázturbina penge véges elemi elemzésében való alkalmazásával bizonyítják.Ez azt mutatja, hogy a mikroszerkezet változásai jelentősen befolyásolják a gázturbina alkatrészek mechanikus válaszát.