Модель упругопластического деформирования ГЦК-поликристаллов : теория и приложения к описанию формирования текстуры

• Автор: Швейкин, Алексей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение
1. Большие пластические деформации поликристаллических материалов изменение физикомеханических свойств и методы описания эволюции структуры

2. Подходы и модели поликристаллических материалов, описывающие эволюцию структуры

2.1. Подход к построению определяющих соотношений с использованием внутренних переменных

2.2. Обзор моделей поликристаллических материалов, описывающих эволюцию структуры

3. Конститутивная модель представительного объема ГЦКполикристалла

3.1. Содержательная постановка

3.2. Структура двухуровневой модели деформирования поликристаллов г

3.3 Описание внутризеренного деформирования

3.4. Описание зернограничного скольжения
3.5. Описание ротационной моды пластичности
3.6. Алгоритм реализации модели мезоуровня
4. Результаты моделирования некоторых технологических процессов
4.1. Деформирование монокристалла
4.2. Осадка, стесненная осадка
4.3. Равноканальное угловое прессование
Заключение
Литература


Уап НоШе, однако и в этих моделях явного учета несовместности движения дислокаций в соседних зернах нет; предлагаемые модели ориентированы на описание частного случая деформирования - процесса прокатки. В то же время из физического анализа, основанного на экспериментальных данных [], следует, что существенную роль в поворотах решетки играет несовместность скольжения дислокаций в соседних зернах. Действительно, в реальном поликристалле происходят весьма сложные процессы: при больших деформациях появляются субзерна, фрагменты, которые начинают разворачиваться, начиная от границ с соседними зернами - работает так называемая ротационная мода пластичности []. Таким образом, актуальным является построение статистических моделей; детально учитывающих физику процессов неупругого деформирования, в частности - описывающих взаимодействие зерен и другие (помимо ВДС) моды деформации. Целью работы являлась разработка и реализация математической модели представительного объема однофазного поликристаллического ГЦК-металла, позволяющей описывать упругопластическое изотермическое деформирование, в том числе - эволюцию характеристик мезоструктуры: распределения ориентаций решеток зерен, упрочнение по системам скольжения. В качестве платформы модели мезоуровня использована физическая теория Линя [], основанная также на гипотезе Фойгта, но, в отличие от моделей типа Тейлора-Бишопа-Хилла, учитывающая упругие деформации зерна, дающая возможность определения последовательности вовлечения в пластическое деформирование активных СС, что позволяет в значительной мере «смягчить» проблему неединственности определения набора активных СС. При анализе модели Линя предложено решение проблемы вырождения разрешающих уравнений: когда изображающая точка в пространстве напряжений (ИТН) располагается на ребре или в вершине многогранника текучести, то сдвиги по активным СС принимаются равными, что соответствует физическим посылкам и опытным данным. Также предложено решение проблемы неединственности выбора активных СС при одновременной их активации (например, в случае, когда изображающая точка нагружения выходит на многогранник текучести в вершине): активными принимаются все СС, на которых выполнен критерий Шмида. Кроме того, учтена анизотропия материала зерен, осуществлен переход к геометрически нелинейным ОС для зерен, квазитвердое движение [] связывается с поворотом решетки. В работе предлагается способ учета зернограничного скольжения (ЗГС), который играет существенную роль при развитых деформациях. Для этого в предлагаемой модели элементом выборки принимается не просто зерно, как в существующих статистических моделях, а зерно с приписанным набором границ с соседними зернами, что позволяет выделить плоскость сдвига ЗГС, направления сдвига ЗГС определяется как направление максимальных касательных напряжений по границе. Основное внимание в работе было уделено описанию поворотов решетки зерен при деформировании. Поворота решетки, вызванного макродеформациями. В этом случае решетка зерна связывается с материальными отрезками, поворот описывается ортогональным тензором, сопровождающим упругую деформацию. Поворота только решетки зерен, вызванного несовместностью движения дислокаций в соседних зернах. При описании этой составляющей для каждого зерна вводится еще одна (неявная) внутренняя переменная - действующее на зерно моментное напряжение, для которого предложено эволюционное уравнение на основе анализа несовместности движения дислокаций (сдвигов) по системам скольжения в соседних зернах, затем спин решетки связывается с мо-ментными напряжениями. Для предложенной модели разработан алгоритм, для численной реализации разработана программа. Полученные результаты моделирования для монокристалла с использованием различных моделей поворота решетки удовлетворительно согласуются с известными теоретическими и экспериментальными результатами. Результаты моделирования (в т. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, списка сокращений и обозначений, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Работа содержит рисунка, библиографический список -8 наименований, изложена на 9 страницах.