Математическое моделирование процессов динамического уплотнения реагирующих порошковых материалов со структурой

• Автор: Лейцин, Владимир Нояхович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 314 с. : ил.

1. Исследования механохимических процессов синтеза материалов методами порошковой металлургии
1.1. Синтез материалов методами технологического горения порошковых систем
1.2. Механическая активация реагирующих компонентов
1.3. Кинетика превращений в реагирующих порошковых смесях в условиях интенсивного механического нагружения
1.4. Уплотнение порошковых тел
1.5. Динамическое воздействие на порошковое тело
1.6. Прогнозирование свойств структурно-неоднородных материалов
1.7. Моделирование процессов технологического горения порошковых систем
1.8. Технологическое горение материалов в условиях интенсивного механического воздействия
1.9. Выводы по главе
2. Модель реагирующей порошковой среды
2.1. Концепция моделирования механохимических процессов в реагирующей порошковой среде
2.2. Модельная структура порошковой среды
2.3. Процессы модификации порошкового тела при интенсивном механическом воздействии
2.3.1. Модель многокомпонентной и многофазной среды
2.3.2. Моделирование процессов в структурно-неоднородных средах. Размер минимального кристалла порошковых частиц
2.3.3. Упругопластическая модель порошковой среды
2.3.4. Критерий пластичности
2.3.5. Энергетический метод оценки процессов компактирования
2.3.6. Диспергирование частиц порошковой среды
2.3.7. Переупаковка порошковых частиц при интенсивном механическом воздействии
2.3.8. Шкала критических уровней давлений ударного импульса
2.4. Тепловые процессы в реагирующем порошковом теле
2.5. Фильтрационные процессы в насыщенной пористой среде
2.6. Модель реакционной ячейки
2.7. Заключение по главе
3. Компьютерное моделирование механохимических процессов в
реагирующем порошковом слое
3.1 Модель реагирующего порошкового слоя
3.2. Математическое моделирование механохимических процессов в реагирующем слое
3.2.1. Моделирование процессов динамической модификации
3.2.2. Моделирование тепловых процессов
3.2.3. Моделирование фильтрационных процессов
3.2.4. Макрокинетика химических превращений
3.3. Схема компьютерного моделирования механохимических процессов
3.4. Макро-блок схема компьютерного моделирования
3.5. Параметры модели реагирующего порошкового слоя на разных структурных уровнях
3.5.1. Макроскопические параметры модели
3.5.2. Микроскопические параметры модели
3.6. Заключение по главе
4. Алгоритм компьютерного моделирования механохимических процессов в реагирующем порошковом слое
4.1. Алгоритм моделирования исходной структуры реагирующего порошкового компакта
4.2. Последовательность реализации вычислительной схемы
4.3. Схема решения краевой задачи теплового баланса
4.4. Блок-схема алгоритма
4.5. Заключение по главе
5. Вычислительный эксперимент
5.1 Задачи и объект исследований
5.2. Оценка согласующих параметров модели реакционной ячейки
5.3. Исследование роли степени концентрационной неоднородности и характера распределения концентраций компонентов
5.4. Механическая модификация параметров реакционной ячейки
5.5. Оценка возможности уплотнения экзотермически реагирующей порошковой смеси в режиме переупаковки
5.6. Прогнозирование режимов механохимических превращений
5.7 Оценка эффектов формирования структуры с нанометрическими морфологическими элементами
5.8. Оценка достоверности компьютерного моделирования механохимических процессов
5.8.1. Проверка достоверности решения краевой задачи теплопереноса
5.8.2. Решение модельной задачи синтеза интерметаллида в режиме

5.8.3. Оценка сходимости схемы вычислительного эксперимента
5.8.4. Сравнение результатов вычислительных экспериментов с экспериментальными данными для ударного синтеза ТЮ
5.9. Заключение по главе
Заключение
Список литературы
различных параметров структуры пористого тела: размеров пор или размеров частиц материала. Удельная кинетическая энергия колебания материала частиц, диссипированная в зоне ударного перехода, представляется в виде суммы средних диссипированных энергий пластической деформации, вязкого течения, а также средней кинетической энергии движения, возникающей при схлопывании пор.
Получены оценки возможности реализации ударного перехода и различных механизмов модификации порошковой среды на фронте ударного перехода в зависимости от размера пор или порошковых частиц материала и интенсивности ударного воздействия [68 - 70, 227, 229].
Применение отмеченных выше подходов к моделированию процессов ударного сжатия и разогрева пористых сред актуально для развития методов анализа механических процессов, сопровождающих физико-химические превращения при динамическом воздействии на реагирующий порошковый компакт.
1.6. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Реакционные порошковые смеси представляют собой реагирующий зернистый композиционный материал. Решение проблемы прогнозирования осредненных характеристик поведения таких гетерогенных материалов, известной в механике композитов как проблема прогнозирования эффективных свойств сред со структурой, открывает широкие возможности управления процессом синтеза материалов методами порошковой металлургии, получения материалов с заранее заданным комплексом свойств заданием требований к структурным параметрам исходных порошковых смесей.
Определение эффективных свойств означает, что гетерогенной реагирующей порошковой среде, все физико-химические характеристики которой претерпевают разрыв на границах раздела фаз и компонентов, ставится в со-