Статистика и динамика коллективных дислокационных эффектов при неустойчивом пластическом течении

• Автор: Дунин-Барковский, Лев Ромуальдович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Обзор литературы
1.1 Пластическая деформация: основные понятия
1.2 Самоорганизация в ансамбле дислокаций
1.2.1 Временная самоорганизация
1.2.2 Пространственная самоорганизация
1.3 Механизмы пластической неустойчивости в исследованных
металлах
1.3.1 Эффект Портевена-Ле Шателье
1.3.2 Низкотемпературная скачкообразная деформация
1.4 Нелинейная динамика
1.4.1 Теоретические концепции
1.4.2 Нелинейная динамика в материаловедении
2 Методика
2.1 Объекты исследований

ОГЛАВЛЕНИЕ
2.2 Деформирование образцов и регистрация данных
2.3 Обработка данных
3 Эффект Портевена-Ле Шателье
3.1 Кривые деформации и их статистический анализ
3.2 Компьютерная модель
3.3 Обсуждение
4 Низкотемпературная скачкообразная деформация
4.1 Механизм неустойчивости
4.2 Статистический анализ
4.3 Обсуждение
Заключение
Приложение А
А.1 Основные понятия теории динамических систем
Список литературы
Введение
Теория дислокаций [1, 2] в настоящее время является неотъемлемой частью физики твёрдого тела. Понятие о дислокациях возникло при изучении механизмов пластической деформации и механических свойств материалов. Впоследствии оно нашло успешное применение при описании процессов роста кристаллов и перестройки кристаллической решётки. В настоящее время признано влияние дислокаций на многие электронные, магнитные и оптические свойства твёрдых тел [1]. Однако, несмотря на значительные достижения микроскопической теории дислокаций, теория пластической деформации содержит ещё немало вопросов.
Традиционные исследования пластичности с точки зрения теории дислокаций подразумевают условие достаточно большой плотности препятствий движению дислокаций, когда взаимодействие между дислокациями можно считать слабым по сравнению с их взаимодействием с препятствиями. Движение индивидуального дислокационного сегмента под действием приложенного напряжения расчитывается, и описание макроскопического пластического поведения материала в такой идеализированной ситуации получают усреднением нескоррелированных событий микроскопического масштаба. При этом пластическое течение получается макроскопически однородным, а деформационные кривые гладкими, хотя движению отдельных дислокаций присуща неравномерность. На практике же по мере деформа-
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
чувствительностью напряжения; п образованием шеек, что является результатом локализации деформации на последних стадиях, предшествующих разрушению образца. Кокс связывает макроскопические параметры следующим образом:
/(сг,е,е)
Феноменологические параметры, ответственные за неустойчивость, Кокс определяет через частные производные /: 1г = да/деё — деформационное упрочнение, 5 = да/дпё£ — скоростная чувствительность напряжения, и 8 = — дЬхё/де] — замедление течения. Поскольку
да де дё
де е де сг да
8 может быть выражено через h и S: 8 — h/S. При положительном
пластическая деформация устойчива. Неустойчивость возникает, когда 8 становится отрицательным. Причём изменение знака 8 может произойти двумя путями: через изменение знака h или S. При h < 0 возникает неустойчивость /г-типа (полосы Людерса). Изменение знака 8 в этом случае происходит ’’мягко”, через ноль. Напротив, при изменении знака S происходит ’’жёсткий” переход к неустойчивости, так как 8 меняет свой знак, проходя через бесконечные значения. Неустойчивость в этом случае соответствует эффекту ПЛШ.
Кубен и Эстрин (Kubin к Estrin) [50] используют в своей модели формализм, развитый Пеннингом (уравнение 1.3.1), но предполагают деформацию неоднородной вдоль образца и рассматривают режим с постоянной скоростью нагружения (а = const). Не используя дополнительных приближений, авторы находят решение для профиля скорости деформации в форме