Математическая модель неупругого деформирования ГЦК-поликристаллов на базе несимметричной физической теории пластичности

• Автор: Волегов, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение
1. Подходы и методы исследования неупругого деформирования моно и поликристаллических материалов
1.1. Обзор экспериментальных исследований неупругого деформирования моно и поликристаллов

1.2. Физические теории пластичности

1.3. Многоуровневые модели для описания деформирования и эволюции микроструктуры моно и поликристаллов

2. Конститутивная модель неупругого деформирования поликристалла

2.1. Структура двухуровневой конститутивной модели

2.2. Несимметричные меры напряженного и деформированного состояния

2.3. Несимметричный закон упругости на мезоуровне

2.4. Описание процессов разворотов кристаллической решетки материала и фрагментации
2.5. Согласование определяющих соотношений мезо и макроуровня
3. Описание упрочнения в моно и поликристаллах
3.1. Обзор теорий упрочнения, их классификация
3.2. О физических механизмах упрочнения
3.3. Описание неориентированного упрочнения
3.4. Описание ориентированного упрочнения
4. Моделирование некоторых технологических процессов постановки, алгоритмы, анализ результатов
4.1. Система уравнений несимметричной физической теории пластичности ГЦКмоно и поликристаллов
4.2. Алгоритм численной реализации модели
4.3. Идентификация и верификация модели на примере
деформирования монокристалла
4.4. Одноосное напряженное состояние. Моделирование осадки
4.5. Упрочнение моно и поликристаллов
4.6. Стесненная осадка
4.7. Равноканапьное угловое прессование
Заключение
Литература


Вместе с тем, несмотря на интенсивное развитие в последние годы физических теорий, многие проблемы теорий пластичности, построенных на симметричных мерах напряженного и деформированного состояния, до сих пор остаются неразрешенными: ото и внесение не соответствующих кристаллографии систем скольжения в определение (симметричного) ориентационного тензора, и проблемы, возникающие в упругопластических моделях при определении активных систем скольжения, и некоторые другие вопросы [,, ,9]. В большинстве современных физических теорий, нацеленных на описание процессов разворотов зерен, рассматривается т. Ли градиента места, поворот решетки связывается с материальным поворотом, который определяется ортогональным тензором, сопровождающим упругую деформацию; при этом наличие соседних зерен фактически не учитывается. При описании текстурообразования большая часть исследователей, следуя работе Тейлора [0], определяет тензор спина решетки как несимметричную часть тензора скоростей пластических сдвигов. Согласно этой модели зерно представляется заключенным в жесткую оболочку. Вместе с тем, в литературе [] имеются многочисленные данные о том, что процессы разворотов связаны и с несовместностью сдвигов по системам скольжения соседних зерен при скольжении дислокаций (В. В. Рыбин, И. М. Жуковский, НЛО. Золоторевский и др. При описании процессов фрагментации, как правило, не рассматривается известный эффект изменения характерных размеров разворачивающихся областей в кристалле, хотя этот эффект также достаточно хорошо описан в физическом металловедении (В. В. Рыбин и др. Отдельным вопросом физических теорий является описание упрочнения -как правило, его описывают при помощи так называемой «матрицы модулей упрочнения», при этом вопрос о физике механизмов упрочнения в большинстве работ не рассматривается. Вместе с тем, законы упрочнения отражают изменения в дислокационной структуре деформируемого материала, поэтому в этих соотношениях важно учитывать по возможности большее число механизмов неупругого деформирования на микроуровне. Выявлен ряд проблем физических теорий, использующих симметричные меры напряженного и деформированного состояния при описании процессов глубокой пластической деформации: неоднозначность в определении активных СС; внесение в основные соотношения теорий физически необоснованных величин; противоречия в уравнениях баланса при рассмотрении процессов, связанных с интенсивными ротациями кристаллической решетки. Показано, что при использовании несимметричных мер некоторые из проблемных вопросов можно разрешить без введения дополнительных гипотез. Коши. Показано отличие диаграмм нагружения моно- и поликристалла для одинаковых схем деформирования в случае использования симметричной и несимметричной теорий; выяснено, что причиной различия диаграмм могут быть как различия в значениях компонент тензора упругих свойств, так и переход к несимметричной мере скорости деформаций. Предложен способ введения в законы упрочнения физических механизмов взаимодействия дислокаций друг с другом и с границами зерен. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, списка сокращений и обозначений, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Работа содержит рисунок, библиографический список - 0 наименований, изложена на 4 страницах. Во введении обосновывается актуальность выбранной темы исследования, содержится общая характеристика решаемой проблемы, приводится краткое описание содержания диссертации по главам. В первой главе рассматриваются подходы и методы исследования неупругого деформирования моно- и поликристаллических материапов, в т. Вторая глава посвящена вопросам построения конститутивной модели для описания неупругого деформирования ГЦК-монокристапла и модели представительного объема ГЦК—поликристалла. Обсуждается общая структура двухуровневой (мезо- и макроуровни) модели для описания деформирования поли-кристаллического агрегата в процессах ИПД, производится выбор несимметричных мер скорости деформации и напряжений, а также спина на мезоуровне. Рассматриваются вопросы построения несимметричного закона упругости ме-зоуровня, для определения количества ненулевых независимых компонент тензора упругих свойств в несимметричной теории используются свойства симметрии кристаллической решетки монокристалла. Обсуждаются вопросы, связанные с проблемой идентификации компонент тензора упругих свойств.