EISSN 2410-9908

· Языки: ru / en

Статья: МАКРОМАСШТАБНЫЙ ПАРАМЕТР ПЛАСТИЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (2024)

Читать

Читать онлайн

Показано, что пластическое течение в твердых телах возникает локализованно на макроскопическом уровне ~10−2 м. Зоны локализованного пластического течения формируют картины локализованной деформации, представляющие собой проекцию автоволновых процессов пластического течения, развивающихся в объеме материала, на наблюдаемую по-верхность образца. В качестве источника информации о кинетике пластической деформации выбран метод спекл-фотографии. Общей особенностью локализованного пластического течения в твердых телах является упругопластический инвариант деформации, сочетающий типичные характеристики автоволн локализованного пластического течения с характеристиками упругих волн в кристаллической решетке. Инвариант определен почти для сорока раз-личных материалов (ОЦК-, ГЦК- и ГПУ-металлов и сплавов с решетками, щелочно-галоидных кристаллов, керамики и горных пород) в условиях активного растяжения и сжа-тия в интервале температур 143–420 К. С физической точки зрения обсуждается происхождение инварианта и его связь с другими физическими характеристиками кристаллической решетки, в частности с температурой Дебая. Выведены также многочисленные следствия упругопластического инварианта, позволяющие адекватно описывать закономерности пла-стического течения. Это, в свою очередь, позволяет рассматривать упругопластический ин-вариант деформирования как основное уравнение развивающегося в настоящее время автоволнового подхода к физической теории пластического деформирования.

Ключевые фразы: ПЛАСТИЧНОСТЬ, деформация, упругость, дефекты, кристаллическая решетка, автоволны, структура, металлы

Автор (ы): Зуев Лев Борисович, Баранникова С. А., Колосов С. В.

Журнал: DIAGNOSTICS, RESOURCE AND MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 538.951. механические и акустические

Для цитирования:

ЗУЕВ Л. Б., БАРАННИКОВА С. А., КОЛОСОВ С. В. МАКРОМАСШТАБНЫЙ ПАРАМЕТР ПЛАСТИЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ // DIAGNOSTICS, RESOURCE AND MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES. 2024. № 3

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Friedel J. Dislocations. – Oxford : Pergamon Press, 1964. – 512 p.
2. Hull D., Bacon D. J. Introduction in Dislocations. – Oxford : Elsevier, 2011. – 257 p. – DOI: 10.1016/C2009-0-64358-0.
3. Seeger A., Frank W. Structure formation by dissipative processes in crystals with high de-fect densities // Solid State Phenomena. – 1988. – Vols. 3–4. – P. 125–138. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.3-4.125.
4. Haken H. Information and Self-Organization. – Berlin : Springer, 2006. – 258 p. – DOI: 10.1007/3-540-33023-2.
5. Nicolis G., Prigogine I. Exploring Complexity: An Introduction. – New York : W. H. Free-man & Company, 1989. – 328 p.
6. Egorushkin V. E., Panin V. E. Scale invariance of plastic deformation of the planar and crystal subsystems of solids under superplastic conditions // Physical Mesomechanics. – 2017. – Vol. 20, No. 1. – P. 5–13. – DOI: 10.1134/s1029959917010015.
7. Zuev L. B. Autowave plasticity. Localization and collective modes // Proceedings of the First International Conference on Theoretical, Applied and Experimental Mechanics. – Cambridge : Taylor & Francis Group, 2020. – P. 318–321. – DOI: 10.1007/978-3-319-91989-8_65.
8. Zuev L. B., Barannikova S. A. Autowave physics of material plasticity // Crystals. – 2019. – Vol. 9, No. 458. – P. 1–30. – DOI: 10.3390/cryst9090458.
9. Zuev L. B., Barannikova S. A. Quasi-particle approach to the autowave physics of metal plasticity // Metals. – 2020. – Vol. 10 (11). – P. 1–15. – DOI: 10.3390/met10111446.
10. Vildeman V. E., Lomakin E. V., Tretiakova T. V. Yield delay and space-time inhomogenei-ty of plastic deformation of carbon steel // Mechanics of Solids. – 2015. – Vol. 50, No. 4. – P. 412–420. – DOI: 10.3103/S002565441504007X.
11. Hähner P. Theory of solitary plastic waves // Applied Physics A. – 1994. – Vol. A58, No. 1. – P. 41–58. – DOI: 10.1007/BF00331516.
12. Elastic-plastic transition in iron: structure and thermodynamic features / О. А. Plekhov, О. B. Naimark, N. Saintier, T. Palin-Luc // Technical Physics. – 2009. – Vol. 54. – P. 1141–1146. – DOI: 10.1134/S1063784209080088.
13. Reyne B., Manach P.-Y., Moes N. Macroscpoic consequences of Poibert–Luders and Portevin–Le Chatelier bands during tensile deformation in Al–Mg alloys // Materials Science and Engineering: A. – 2019. – Vol. 746. – P. 187–196. – DOI: 10.1016/j.msea.2019.01.009.
14. Kobelev N. P., Lebyodkin M. A., Lebedkina T. A. Role of self-organization of dislocations in the onset and kinetics of macroscopic plastic instability // Metallurgical and Materials Transac-tions A. – 2017. – Vol. 48, No. 3. – P. 965–974. – DOI: 10.1007/s11661-016-3912-x.
15. Taupin V., Chevy J., Fressengeas C. Effects of grain-to-grain interactions on shear strain localization in Al–Cu–Li rolled sheets // International Journal of Solids and Structures. – 2016. – Vol. 99. – P. 71–81. – DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2016.07.023.
16. Tretyakova T., Wildemann V. Study of spatial-time inhomogeneity of inelastic deformation and failure in bodies with concentrators by using the digital image correlation and infrared analysis // Proce-dia Structural Integrity. – 2017. – Vol. 5. – P. 318–324. – DOI: 10.1016/j.prostr.2017.07.177.
17. Kinematics of formation and cessation of type B deformation bands during the Portevin–Le Chate-lier effect in an AlMg alloy / M. A. Lebyodkin, D. A. Zhemchuzhnikova, T. A. Lebedkina, E. C. Aifantis // Results in Physics. – 2019. – Vol. 12. – P. 867–869. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.12.067.
18. Intermittent plasticity associated with the spatio-temporal dynamics of deformation bands during creep tests in an AlMg polycrystal / A. A. Shibkov, M. F. Gasanov, M. A. Zheltov, A. E. Zolotov, V. I. Ivolgin // International Journal of Plasticity. – 2016. – Vol. 86. – P. 37–55. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2016.07.014.
19. The Portevin–Le Châtelier effect in a metastable austenitic stainless steel / A. Müller, C. Se-gel, M. Linderov, A. Vinogradov, A. Weidner, H. Biermann // Metallurgical and Materials Transac-tions A. – 2016. – Vol. 47. – P. 59–74. – DOI: 10.1007/s11661-015-2953-x.
20. Efstathiou C., Sehitoglu H. Strain hardening and heterogeneous deformation during twin-ning in Hadfield steel // Acta Materialia. – 2010. – Vol. 58, iss. 5. – P. 1479–1488. – DOI: 10.1016/j.actamat.2009.10.054.
21. Hudson D.J. Lectures on Elementary Statistics and Probability. – Geneva : CERN, 1963. – 101 p. – DOI: 10.5170/CERN-1963-029.
22. Newnham R. E. Properties of Materials: Anisotropy. Symmetry. Structure. – Oxford : University Press, 2004. – 390 p. – DOI: 10.1093/oso/9780198520757.001.0001.
23. Temperature dependence of autowave characteristics of localized plasticity / L. B. Zuev, S. A. Barannikova, S. V. Kolosov, A. V. Nikonova // Physics of the Solid State. – 2021. – Vol. 63. – P. 47–53. – DOI: 10.1134/S1063783421010236.

Выпуск

№ 3 (2024)

Кол-во страниц: 86 страниц

Другие статьи выпуска

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОУПРУГОГО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ СТАЛЬНОГО ЛИСТА ПРИ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБОМ (2024)

Авторы: Кулак С. М., Павлов П. В., Мальцев В. С.

Рассматривается возможность применения метода магнитоупругого размагничивания (магнитоупругой памяти) ферромагнетиков для контроля механических напряжений протяженных стальных конструкций. Для этого исследовано магнитоупругое размагничивание пластинчатого образца больших размеров, предварительно локально намагниченного в виде полосы N-S, при его деформации простым изгибом. При этих условиях деформации листа по его длине будут чередоваться зоны растяжения и сжатия, а следовательно, локально намагниченная полоса стали по своей длине будет испытывать напряжения разного уровня и знака. Установлено, что наибольшее значение убыли δН напряженности магнитного поля рассеяния локальной остаточной намагниченности в виде полосы N-S имеют области стального листа в вершине изгиба, где напряжения растяжения не превышают 100 МПа. В остальных участках листа выявлено периодическое распределение δН меньшего уровня с длиной волны 20–30 см, что сопоставимо с размером половины его зоны с однотипными напряжениями, создаваемыми при изгибе. Проведена калибровка полученных результатов изменения δН по уровню испытываемых напряжений, и получено их распределение вдоль всей длины изгибаемого листа. Сделан вывод о применимости метода магнитоупругой памяти для контроля напряженного состояния протяженных стальных конструкций в режиме памяти.

Сохранить в закладках

ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ НАВЬЕ – СТОКСА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ МИКРОПОЛЯРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПОЛЕ МАССОВЫХ СИЛ (2024)

Авторы: Бурмашева Н. В., Просвиряков Евгений

В статье представлено семейство точных решений системы уравнений Навье – Стокса, используемой для описания неоднородных однонаправленных течений вязкой жидкости с учетом моментных напряжений. Несмотря на наличие только одной ненулевой компоненты вектора скорости, эта самая компонента зависит от времени и двух пространственных координат. Зависимость от третьей пространственной координаты отсутствует ввиду уравнения несжимаемости, являющегося частным случаем закона сохранения массы. Получающаяся переопределенная система уравнений рассматривается в нестационарной постановке. По-строение семейства точных решений полученной переопределенной системы начинается с анализа однородного решения типа Куэтта как наиболее простого в этом классе. Далее структура решения постепенно усложняется: профиль единственной ненулевой компоненты вектора скорости представлен в виде полинома, зависящего от одной переменной (горизонтальной координаты). Коэффициенты полинома функционально зависят от второй (верти-кальной) координаты и времени. Показано, что, ввиду сильной нелинейности и неоднородности исследуемого уравнения, сумма отдельных его решений не является решением. Также показано, что в линейно независимом базисе степенных функций горизонтальной координаты, определяющих вышеупомянутый полином, рассматриваемое уравнение распадается на цепочку простейших однородных и неоднородных уравнений в частных производных пара-болического типа. Данные уравнения интегрируются последовательно, порядок интегрирования отдельно описан. Результаты, изложенные в данной статье, обобщают ранее представ-ленное авторами семейство точных решений для описания однонаправленных нестационарных течений.

Сохранить в закладках

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ ПЛОСКОГО ПРОФИЛЯ NACA 0012 (2024)

Авторы: Митрюкова Е. А., Мищенкова О. В., Чернова А. А.

Работа посвящена вопросам численного моделирования аэродинамики профиля NACA 0012 при различных углах атаки. Рассмотрено два подхода к определению угла атаки: за счет изменения положения вектора скорости набегающего потока и за счет изменения относительного положения плоского аэродинамического профиля. Величина угла атаки варьируется в диапазоне от −5 до +10°. Численное моделирование проводилось с помощью пакета openFoam для решения задач механики сплошной среды в стационарной постановке на осно-ве конечных объемов с использованием решателя rhoSimpleFoam. В результате исследования были получены значения скорости потока и давления, частично определяемые методом зада-ния угла атаки. Показано существенное влияние метода задания угла атаки на расчетные аэродинамические коэффициенты. Дана оценка математической корректности и численной неоднозначности рассмотренных подходов. Сравнение коэффициентов сопротивления друг с другом в сочетании с качественным анализом полей физических величин показывает не-корректность определения угла атаки путем изменения положения вектора скорости набега-ющего потока.

Сохранить в закладках

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ИЗОТРОПНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДИСКОВ (2024)

Авторы: Скалозуб С. Л.

Аналитически рассмотрены резонансные осесимметричные колебания цилиндрических дисков из изотропных материалов в соответствии с теорией Кога. Представлены в удобном для расчетов виде соотношения, связывающие безразмерные резонансные частоты с геометрическими размерами дисков и динамическими характеристиками материала (коэффициентом Пуассона и скоростью сдвиговых волн). Вычислены и сведены в таблицы цифровые значения безразмерных резонансных частот при разных коэффициентах Пуассона в пределах 0,20–0,45 с шагом 0.05 для ряда дискретных отношений толщины к диаметру дисков в пределах от 0 до 0,853145 и от 0 до 0,30 при возбуждении колебаний первой и второй форм соответственно. Оценка методических погрешностей расчетов резонансных частот на основе сравнения с известными результатами, полученными методом Рэлея – Ритца, доказала их высокую сходимость. Рассчитаны инструментальные погрешности определения динамических характеристик материала применительно к экспериментальным результатам, полученным в ряде известных работ.

Сохранить в закладках

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (2024)

Авторы: Полторыхин Н. Н., Никифоров М. В.

В работе рассмотрен вопрос выбора оптимальных параметров работы диагностичской установки для двигателя внутреннего сгорания. Разработана методика и утверждена программа проведения лабораторного эксперимента. С применением метода математического планирования составлена план-матрица трехфакторного эксперимента 33. Объектами ис-следования выбраны пневматические клапаны, давление воздуха в пневматической системе и интервал подачи сжатого воздуха в градусах поворота коленчатого вала. В результате про-веденного эксперимента получены данные изменения угла поворота распределительного ва-ла после прекращения подачи воздуха в цилиндр ДВС в зависимости от изменения заданных параметров работы установки. Проведена статистическая обработка значений с расчетом не-обходимых величин среднего значения, дисперсии и коэффициента вариации. Проверка на достоверность полученных данных подтвердила воспроизводимость процесса. Полученные при проведении эксперимента результаты обработаны статистически с получением регрессионных уравнений. Построены трехмерные графики поверхностей и двухмерные графики зависимости угла поворота распределительного вала после прекращения подачи воздуха в цилиндр ДВС от значений варьируемых факторов. Выполненный анализ результатов лабораторного эксперимента позволяет определить наиболее рациональные конструкторские и технологические параметры работы диагностической установки для двигателя внутреннего сгорания. Определены параметры диагностической установки для двигателя внутреннего сгорания: сечение пневматического клапана от 29,5 до 34,5 мм2; давление в системе от 0,48 до 0,62 МПа; интервал подачи сжатого воздуха в градусах поворота коленчатого вала от 140 до 180°, обеспечивающий угол поворота распределительного вала от 95 до 110°.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ИМАШ УрО РАН
Регион: Россия, Екатеринбург
Почтовый адрес: 620049 г. Екатеринбург, ул.Комсомольская, 34
Юр. адрес: 620049 г. Екатеринбург, ул.Комсомольская, 34
ФИО: Швейкин Владимир Павлович (Директор)
E-mail адрес: ges@imach.uran.ru
Контактный телефон: +7 (343) 3744725
Сайт: https:/www.imach.uran.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.