Развитие подхода клеточных автоматов для описания процессов деформации и разрушения хрупких материалов и сред со сложной структурой

• Автор: Шилько, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 301 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ ,
1. ДИСКРЕТНЫЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ВОЗМУЩЕНИЙ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ
1.1. Концепция клеточных автоматов для описания активных сред
1.2. Описание распространения экзотермических реакций в химически 35 активных системах на основе подхода клеточных автоматов
1.3. Расчет параметров плоского фронта реакции в порошковой среде на 40 основе аналитического выражения для скорости волны переключений
1.4. Изучение закономерностей распространения плоского фронта 45 экзотермической реакции на примере синтеза интерметаллического соединения №3А1
1.5. Изучение закономерностей распространения объемного фронта 50 экзотермической реакции на примере синтеза интерметаллического соединения №3А1
2. РАЗВИТИЕ ФОРМАЛИЗМА КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ
ДЛЯ ОПИСАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1. Основные понятия метода подвижных клеточных автоматов как 58 представителя дискретного подхода в механике
2.2. Уравнения переноса в методе подвижных клеточных автоматов
2.3. Учет тангенциального взаимодействия в методе подвижных 77 клеточных автоматов
2.4. Учет ротационной степени свободы подвижных клеточных 86 автоматов

3. ОПИСАНИЕ ОТКЛИКА ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ 90 ФОРМАЛИЗМА МЕТОДА ПОДВИЖНЫХ КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ
3.1. Интерпретация уравнений линейно-упругого отклика изотропной 90 среды в терминах метода подвижных клеточных автоматов
3.2. Моделирование пластических деформаций в изотропной среде
3.3. Учет диссипации механической энергии в методе подвижных 104 клеточных автоматов
3.4. Выбор критериев переключения состояний в методе подвижных 107 клеточных автоматов
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТКЛИКА И РАЗРУШЕНИЯ ХРУПКИХ 112 ГЕТЕРОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Основные проблемы моделирования хрупких гетерогенных 112 материалов
4.2. Эффекты динамической фрагментации при деформировании и 119 разрушении хрупких материалов
4.3. Влияние стесненных условий деформирования на прочностные 134 характеристики и разрушение хрупких материалов
4.4. Влияние эффективной жесткости стеснения на способность 146 хрупких сред запасать упругую энергию
4.5. Развитие гибридного метода клеточных автоматов для 153 моделирования деформации и разрушения контрастных гетерогенных материалов

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ

ИНТЕРФЕЙСНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СРЕД
5.1. Качественно-деформационная модель интерфейсных сред разного
масштаба
5.2. Исследование закономерностей поведения интерфейсных структур 189 при циклических воздействиях
5.3. Изучение влияния вибрационных воздействий на отклик активных 203 границ раздела в геосредах
5.4. Изучение влияния напряженного состояния блочных сред на 222 характер деформационного отклика активных границ раздела при вибрационных воздействиях
5.5. Влияние изменения состояния активной границы раздела на 242 характер относительных смещений блоков горных пород
5.6. Ледовый покров озера Байкал как модель для изучения 253 деформационного поведения блочной геологической среды
5.7. Модель Томлинсона для описания режимов относительного 265 перемещения поверхностей контакта элементов интерфейсной среды
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Рис. 1.9. Влияние теплопотерь на зависимость скорости фронта экзотермической реакции Со от начальной температуры смеси и/ (а) и исходной пористости у (б):
-1Г/с=0К; 2 - 1¥/с=200К; 3 - ¥/с=400К.
1.5. Изучение закономерностей распространения объемного фронта экзотермической реакции на примере синтеза интерметаллического соединения N13 А1
В описанном выше подходе не учитывается искривление фронта волны горения, а рассматривается квазиодномерная модель. В то же время, реальные трехмерные системы предполагают возможность существования волн переключения с искривленным фронтом [28,101]. Неплоская форма фронта может быть обусловлена начальными и граничными условиями, а также свойствами самой системы, в частности, ее неоднородностью. В простейшем случае в трехмерном пространстве фронт волны переключений может быть представлен как поверхность двухосного эллипсоида вращения. Тогда, в соответствии с [28,101], скорость движения такого фронта - С:
где С0 ~ скорость плоской волны переключений, а Я; и К2 - полуоси эллипсоида. Здесь, как и в случае одномерной волны, знак С определяет направление процесса. 00 означает увеличение поверхности эллипсоида, то
(1.15)