Том 21 (2018)
- Номер 1 (февраль 2018)
- Номер 2 (апрель 2018)
- Номер 3 (июнь 2018)
- Номер 4 (август 2018)
- Номер 5 (октябрь 2018)
- Номер 6 (декабрь 2018)
Экстремальные флуктуации деформаций в поликристаллических материалах
В.Е. Шавшуков1Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, 614990, Россия
УДК 539.414.4
Стохастическая структура поликристаллических материалов является причиной высокой степени неоднородности кинематических и силовых полей в зернах материалов и появления больших флуктуаций этих полей. Неоднородность и флуктуации несущественны в одних случаях, но приобретают решающее значение в исследовании различных критических явлений, возникновение которых сильно зависит от типа микроструктуры материала. Флуктуации обусловлены в основном упругим взаимодействием зерен, которое имеет дальнодействующий характер. Поэтому необходим учет взаимодействий большого числа зерен, что трудно осуществимо традиционными методами (прямого компьютерного моделирования и другими). В настоящей статье флуктуации неоднородных мезодеформаций в зернах поликристаллических материалов оценены с помощью теоретико-полевого подхода к решению краевой задачи деформирования микронеоднородных материалов. Особое внимание уделено определению экстремальных величин флуктуаций, имеющих важное значение для некоторых критических явлений, таких как зарождение трещин при сверхвысокоцикловой усталости, когда амплитуда макронапряжений и средние напряжения в зернах намного меньше величин, входящих в любые макроскопические критерии повреждений или усталости. Максимальные мезодеформации в зернах могут превосходить макродеформации в несколько раз. Экстремальные флуктуации в каком-либо зерне генерируются в кластерах зерен специфических конфигураций. Примененный подход позволяет прогнозировать паттерны таких кластеров. Экстремальные значения флуктуаций во внутренних зернах поликристаллического тела значительно выше, чем в зернах на поверхности, что обусловливает различие в поведении поверхностных слоев и глубинных объемов материала. Количественные данные приведены для случая одноосного растяжения поликристаллического цинка.
Ключевые слова: поликристаллы, неоднородные стохастические поля мезодеформаций, флуктуации деформаций.
DOI 10.24411/1683-805X-2018-15007
стр. 67 – 75
Образец цитирования: