Иерархическое моделирование деформации и разрушения материалов композиционной структуры

• Автор: Балохонов, Руслан Ревович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 306 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ИЕРАРХИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
1.1 Подходы многоуровневого моделирования
1.2 Иерархическое численное моделирование
1.3 Математическая постановка задачи и особенности численной
реализации
1.4 Границы раздела - источник концентрации напряжений и 36 локализации пластических сдвигов
1.4.1 Влияние коэффициента деформационного упрочнения на
характер локализации пластической деформации
1.4.2 Неоднородное деформирование поликристаллической 47 структуры крупнозернистого стального образца
1.4.3 Влияние формы границы раздела «материал-покрытие» и
градиентного подслоя
1.4.4 Деформирование многофазной структуры
2 МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ
ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ МАТРИЦЫ И ПОДЛОЖКИ
2.1 Релаксационное определяющее уравнение
2.2 Моделирование пластического течения металлов и сплавов
при малых степенях деформации
2.3 Модель субструктурного упрочнения металлов и сплавов при
глубоких степенях деформации
2.4 Модель пластического течения металлов и сплавов с учетом
влияния энергии дефекта упаковки
2.5 Моделирование термомеханической реакции сталей
2.6 Моделирование распространения полос Людерса в сталях
2.7 Модель прерывистой текучести в алюминиевых сплавах
2.8 Моделирование методом конечных элементов АВДСШв
3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРУКТУР НА МЕЗОУРОВНЕ
3.1 Эффект кривизны границы раздела - растягивающие напряжения при сжатии композита
3.2 Модель разрушения включений и покрытий
3.3 Пластическое деформирование и разрушение композита «алюминий-корунд»
3.3.1 Иерархия концентраторов напряжений для структуры «пластичная матрица — твердое включение»
3.3.2 Влияние вида нагруэ/сения на характер разрушения металлокерамического композита
3.3.3 Влияние размера включений
3.4. Механизмы деструкции угольных композитов и горных пород на различной глубине залегания пластов
3.4.1 Особенности напряженного состояния на различной глубине для структуры угольного композита с порой
3.4.2 Влияние механических свойств компонентов структуры
3.4.3 Смена механизма разрушения горной породы в зависимости от глубины залегания пласта
3.5 Динамика деформирования и разрушения материалов с покрытиями
3.5.1 Общий характер деформирования и разрушения стали с хрупким боридным покрытием
3.5.2 Разрушение покрытий различной толщины — особая роль свободной поверхности
3.5.3 Разрушение квазихрупкого покрытия
3.5.4 Особенности деформирования и разрушения композиции

«сталь - боридное покрытие» при растяжении и сжатии
3.5.5 Влияние скорости нагружение на характер деформирования и 251 разрушения стали с боридным покрытием ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

материала, лабораторный образец, деталь и т.д.) разбивается сеткой, состоящей, как правило, из однотипных элементов. В нашем случае это сетка с прямоугольными элементами (рис. 1.3.2), которая «вморожена» в материал и деформируется вместе с ним. Система дифференциальных уравнений (1.3.1)—(1.3.6) на этой сетке заменяется разностным аналогом путем аппроксимации входящих в нее производных. Значения напряжений, деформаций, плотности высчитываются в центрах ячеек, а координаты и скорости относятся к узлам. Из этих значений формируются соответствующие производные. Счет идет с одного слоя по времени на другой. К примеру, производная стххх (см. (1.3.3)) относится к узлу 1 и на
данном слое по времени высчитывается по значениям напряжений в ячейках 1-4, окружающих этот узел (рис. 1.3.2). В разностном виде эта производная выглядит следующим образом:
кхЛ =(стххЬ' +с4ь2 + а3ххЬ3 + аххЬ4), (1.3.7)

2 65 Й С, / г/ 0 / / / , { ч ч 1 0 ч ч ч ч ч 2 ез Л н А л
5 ВО 1—к к у з О ч ч ч л/ р / / / 8 02 гэ

Рис. 1.3.2 Дискретизация расчетной области.