Исследование расширения дислокационной петли в поле случайно расположенных препятствий методом моделирования на ЭВМ

• Автор: Слободской, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 241 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ. . . '

1. АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ И РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ДИСЛОКАЦИЙ ЧЕРЕЗ СЛУЧАЙНЫЙ МАССИВ ТОЧЕЧНЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ В МОДЕЛИ ПОСТОЯННОГО ЛИНЕЙНОГО НАТЯЖЕНИЯ

1.1. Основные предположения, используемые при моделировании движения дислокаций

1.2. Алгоритмы поиска равновесных конфигураций

дислокации

1.3. Поиск места.и времени ожидания термической

активации

1.4. Результаты моделирования атермического движения дислокаций

1.4.1. Характер движения

1.4.2. Критическое напряжение сдвига

1.4.3. Средняя длина и распределение длин дислокационных сегментов

1.4.4. Распределение углов огибания и сил, действующих на стопоры
1.5. Термически активированное движение дислокаций
1.6. Некоторые результаты моделирования при более общих условиях
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ПЕТЛИ В ПОЛЕ СЛУЧАЙНО РАСПОЛОЖЕННЫХ СТОПОРОВ
2.1. Постановка задачи
2.2. Организация массива стопоров
2.3. Датчик псевдослучайных чисел и его испытания

2.3.1. Испытания на равномерность
2.3.2. Последовательная корреляция
2.3.3. Проверка подпоследовательностей
2.3.4. Проверка серий
2.4. Представление дислокации в ЭВМ
2.5. Алгоритм продвижения дислокации
2.6. Основные результаты раздела
3. АТЕРМИЧЖЖОЕ РАСШИРЕНИЕ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ПЕТЛИ
3.1. Выбор значений параметров модели
3.2. Характер движения дислокации и геометрический параметр
3.3. Критическое напряжение сдвига
3.4. Концентрация стопоров вдоль дислокации
3.5. Средняя длина и распределение длин дислокационных сегментов
3.6. Углы огибания. Заметаемая площадь
3.7. Основные результаты и выводы раздела
4. ТЕРМИЧЕСКИ АКТИВИРУЕМОЕ РАСШИРЕНИЕ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ПЕТЛИ
4.1. Организация моделирования термически активированного скольжения дислокационной петли
4.2. Площадь, заметаемая дислокационной петлей после
одной термической активации
4.3. Средняя скорость движения дислокационной петли
4.4. Результаты и выводы раздела
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Современное производство выдвигает все более широкие требования к свойствам конструкций. Уже давно назрела необходимость создания теоретических основ образования сплавов. Современная же теория металлов не достигла такого уровня, при котором можно рассчитывать состав сплава с заданным комплексом свойств по известным свойствам его составляющих. Более того, даже если под комплексом свойств понимать только механические, то и здесь пока теоретические исследования мало чем помогают производству, поскольку достаточно общая теория пластической деформации еще далека от завершения. Это связано с тем, что при теоретическом описании во многих, если не во всех, моделях исследователи сталкиваются с рядом трудностей при толковании элементарных актов пластической деформации, которые не поддаются прямому экспериментальному исследованию, а теоретическое их рассмотрение связано со значительными математическими трудностями.
Так, например, по современным представлениям пластическая деформация металлов и сплавов связана с движением дислокаций, а скорость пластической деформации - со скоростью движения дислокаций. Экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что в достаточно широких условиях движение дислокаций контролируется их взаимодействием с другими дефектами кристаллической решетки (одиночными примесными атомами, вакансиями, их скоплениями, выделениями другой фазы, дислокациями других систем скольжения и др.). Количественные характеристики влияния дефектов на подвижность дислокаций установить довольно сложно как экспериментально (данные по взаимодействию дислокации с препятствием, как правило, косвенные [7]), так и теоретически - необходим учет взаимодействия дислокации с ансамблем дефектов [1,8,34,12б] , случайное распределение кото-

получено.
Эти аргументы указывают на необходимость обращения к тщательному рассмотрению элементарного акта пластической деформации -движения дислокации. Многочисленные исследования показывают, что в достаточно широких условиях движение дислокаций контролируется их взаимодействием с другими дефектами кристаллической решетки (одиночными примесными атомами, вакансиями, их скоплениями, выделениями других фаз, дислокациями других систем скольжения и др.).
Количественные характеристики влияния дефектов на подвижность дислокаций установить достаточно сложно как экспериментально (данные по взаимодействию дислокаций с препятствиями обычно косвенные), так и теоретически - необходим учет взаимодействия дислокации с ансамблем дефектов, случайное распределение которых в кристалле вносит серьезные трудности в изучение, й неудивительно, что в подобных задачах широко используется метод машинного моделирования, возможности которого были продемонстрированы впервые А.Форменом, М.Мэйкиным [38]
В обзоре литературы показано, что задача о движении дислокации в поле препятствий в достаточно полном объеме не решена, хотя достигнуты значительные успехи. Усилиями ряда коллективов, возглавляемых Б.М.Отруниным, А.А.Предводителевым, С.И.Зайцевым
Э.М.Надгорным, А.И.Ландау, В.В.Кирсановым, Н.Т.Травиной у нас в стране, Моррисом, Лабушем, Арсено, Кэдменом и другими - за рубежом, сформулирована теоретическая модель и развиты методы моделирования движения дислокаций в кристаллах с дефектами.
Многие следствия этих методов дают качественное совпадение с экспериментальными результатами. В этой модели явно, а иногда неявно, присутствует предположение о том, что первоначальная