Моделирование временной нестабильности и пространственной локализации при холодном деформировании монокристалла, вызванных самоорганизацией дислокаций

• Автор: Зубко, Иван Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 120 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Дислокации, структуры, эксперименты

1.1. Основные сведения из теории дислокаций

1.2. Обзор экспериментов

1.2.1. Структуры в циклически деформируемых металлах

1.2.2. Эффект Портевена Л с Шательс

1.2.3. Внутренние напряжения

Глава 2. Модели формирования дислокационных структур

2.1. Аналитические модели

2.2. Численные модели

Глава 3. Модели
3.1. Дислокационная динамика вязкопластичность
3.2. Клеточные автоматы пластичность
Глава 4. Результаты численных экспериментов
4.1. Модель дислокационной динамики
4.2. Модель клеточных автоматов
Заключение
Список литературы


Модель позволяет наблюдать развитие процесса во времени и пространстве, позволяет исследовать поля внугренних напряжений и деформаций образца с микроструктурой. Модель применима для исследования процессов при нагружении с разной жесткостью по произвольной двумерной траектории. С помощью этих моделей описано образование квазипериодических жгутовых структур в ходе монотонного или циклического нагружения, преобразующихся в стеночные (при единичном) или ячеистые (при множественном скольжении) структуры. Обе модели описали эффект Баушингера и качественно соответствующие экспериментам петли гистерезиса при циклическом нагружении. Показано, что образующиеся при единичном скольжении квазипериодические мультипольные стеночные структуры обладают внутренними дальнодействующими упругими полями, что подтверждается рядом экспериментов. Обеими моделями описан эффект Лортевсна - Ле Шателье в чистых металлах в опыте на простой сдвиг. Выявлена однозначная связь появления ниспадающих участков на макроскопической диаграмме деформирования образца при абсолютно жестком нагружении и локализации пластической деформации с моментами быстрых перестроек дислокационных структур. Достоверность полученных в работе результатов подтверждается качественным описанием экспериментально известных эффектов образования структур, эффекта Баушингера и эффекта Портевена - Ле Шетелье в чистом металле. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа включает страницы текста, рисунков. Общий объем работы составляет 0 страниц. Библиографический список включает 2 источников. Первая глава содержит теоретические сведения о дислокациях в кристаллах и обзор экспериментов по исследованию дислокационных структур, развивающихся при циклическом деформировании моно- и поликристаллов в зависимости от амплитуды, величины накопленной деформации и энергии дефекта упаковки материала. Во второй главе приводится обзор некоторых моделей коллективных явлений в ансамблях дислокаций. Ван-дер-Ваальса и Гинзбурга - Ландау, то есть являются нелинейными и нелокальными. Соответствующие уравнения обычно формулируются на основе представлений о некотором физическом механизме процесса, доминирование которого в рассматриваемых условиях нс обосновывается. Связующим звеном между такими моделями и экспериментом служат численные, построенные с помощью имитационного подхода, модели самоорганизации дислокаций, позволяющие изучать механизмы образования дислокационных структур. Известные численные модели самоорганизации дислокаций, как правило, ограничиваются демонстрацией возможностей методов клеточных автоматов и дислокационной динамики при получении дислокационных структур. Все известные численные модели не учитывают энергию дефекта упаковки материала и расщепленность дислокаций. С помощью этих моделей не были исследованы процессы при сложном нагружении. Четвертая глава посвящена описанию результатов вычислительных экспериментов, в которых с помощью построенных моделей описано образование в ходе монотонного или циклического (пропорционального и непропорционального) нагружения квазипериодических дислокационных структур в виде дипольных жгутов, преобразующихся в мультипольные стеночные структуры. Показано, что образующиеся при единичном скольжении квазипериодические мультипольные стеночные структуры обладают дальнодействующими упругими полями, что подтверждается экспериментами. Обеими моделями описан эффект Портевена -Ле Шателье в чистых металлах в опыте на простой сдвиг. Выявлена однозначная связь появления ниспадающих участков (временной нестабильности) на макроскопической диаграмме деформирования образца при абсолютно жестком нагружении и локализации пластической деформации с моментами быстрых перестроек дислокационных структур. Обе модели описали эффект Баушингера и качественно соответствующие экспериментам петли гистерезиса при циклическом нагружении. Модель клеточных автоматов в условиях множественного скольжения позволяет осуществлять нафужение по непропорциональным (в частности, непропорциональным циклическим) траекториям в плоскости деформаций или напряжений.