УДК 539.3

 

DOI 10.24411/1683-805X-2020-14007

 

В настоящей работе проводится численный анализ особенностей напряженно-деформированного состояния на уровне дендритной структуры в аддитивном алюминиево-кремниевом сплаве, полученном селективным лазерным плавлением. В предположении, что на рассматриваемых масштабах применим аппарат континуальной механики, исследуется напряженно-деформированное состояние в эвтектической фазе, осредненные характеристики которой затем используются в качестве входных параметров при моделировании деформации фрагмента дендритной структуры зерна. При этом на каждом масштабе рассмотрения значимые структурные элементы вводятся в явном виде. Показано, что эвтектическая прослойка в дендритных зернах аддитивных алюминиево-кремниевых сплавов, с одной стороны, препятствует развитию пластической деформации в дендрите, с другой стороны, может являться источником концентрации напряжений и зарождения микродефектов уже на начальной стадии деформирования.

Ключевые слова: селективное лазерное плавление, силумины, дендритная структура, напряженно-деформированное состояние, численное моделирование

 

A numerical study of the stress-strain state in an additive aluminum-silicon alloy at the level of the dendritic structure

This paper numerically investigates the stress-strain state at the level of the dendritic structure in an additive aluminum-silicon alloy produced by selective laser melting. The stress-strain state in the eutectic phase is studied under the assumption that the continuum mechanics principles are applicable on the scales considered. The mean characteristics of the eutectic phase are then used as input parameters in modeling the deformation of a dendritic structure fragment of a grain, for which significant structural elements are introduced explicitly on each considered scale. It is shown that, on the one hand, the eutectic layer in dendritic grains of additive aluminum-silicon alloys inhibits plastic deformation in the dendrite, while on the other it can be a source of stress concentration and microdefect formation already at the early stage of deformation.

Keywords: selective laser melting, silumins, dendritic structure, stress-strain state, numerical simulation

Е. Дымнич, В.А. Романова, Р.Р. Балохонов, О.С. Зиновьева, А.В. Зиновьев  Численное исследование напряженно-деформированного состояния в аддитивном алюминиево-кремниевом сплаве на уровне дендритной структуры // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 4. - С. 51-60