TY - JOUR

T1 - О динамике материала с изменяющейся микроструктурой

AU - Морозов, Никита Федорович

AU - Индейцев, Дмитрий Анатольевич

AU - Семенов, Борис Николаевич

AU - Вакуленко, Сергей Августович

AU - Скубов, Дмитрий Юльевич

AU - Лукин, Алексей Вячеславович

AU - Попов, Иван Алексеевич

AU - Вавилов, ДмитрийСергеевич

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - В многочисленных экспериментальных работах по ударно-волновому нагружению металлов с помощью электронной микроскопии было обнаружено, что в определенном диапазоне скоростей ударника в материале могут происходить преобразования его кристаллической структуры. На макроуровне эти изменения находят отражение в виде энергетических потерь, связанных с образованием новой структуры, которые проявляются на временном профиле скорости тыльной стороны поверхности образца, содержащего ключевую информацию о свойствах материала. В данной статье с целью описания структурных превращений предложена двухкомпонентная модель материала с нелинейной силой внутреннего взаимодействия, учитывающая его периодическую структуру. Динамические уравнения записаны относительно перемещения центра масс компонентов, выступающего в роли измеряемого макропараметра, и их относительного смещения, являющегося внутренней степенью свободы, отвечающей за структурные преобразования. В рамках предложенной модели решена квазистатическая задача о кинематическом растяжении двухкомпонентного стержня, которая позволила определить параметры, обеспечивающие немонотонную зависимость напряжения от деформации, часто используемой при описании материалов, подверженных фазовым превращениям. В результате решения динамической задачи о нестационарном воздействии на материал, задающемся в виде короткого прямоугольного импульса, показан эффект гашения нестационарной волны, связанный с диссипацией ее энергии в изменение его структуры. На основе континуально-дискретной аналогии было получено аналитическое выражение, позволяющее оценить длительность процесса структурных преобразований и параметр, характеризующий силу внутреннего взаимодействия между компонентами. Сделанные выводы подтверждаются численным решением нелинейной задачи Коши, выполненным методом конечных разностей.

AB - В многочисленных экспериментальных работах по ударно-волновому нагружению металлов с помощью электронной микроскопии было обнаружено, что в определенном диапазоне скоростей ударника в материале могут происходить преобразования его кристаллической структуры. На макроуровне эти изменения находят отражение в виде энергетических потерь, связанных с образованием новой структуры, которые проявляются на временном профиле скорости тыльной стороны поверхности образца, содержащего ключевую информацию о свойствах материала. В данной статье с целью описания структурных превращений предложена двухкомпонентная модель материала с нелинейной силой внутреннего взаимодействия, учитывающая его периодическую структуру. Динамические уравнения записаны относительно перемещения центра масс компонентов, выступающего в роли измеряемого макропараметра, и их относительного смещения, являющегося внутренней степенью свободы, отвечающей за структурные преобразования. В рамках предложенной модели решена квазистатическая задача о кинематическом растяжении двухкомпонентного стержня, которая позволила определить параметры, обеспечивающие немонотонную зависимость напряжения от деформации, часто используемой при описании материалов, подверженных фазовым превращениям. В результате решения динамической задачи о нестационарном воздействии на материал, задающемся в виде короткого прямоугольного импульса, показан эффект гашения нестационарной волны, связанный с диссипацией ее энергии в изменение его структуры. На основе континуально-дискретной аналогии было получено аналитическое выражение, позволяющее оценить длительность процесса структурных преобразований и параметр, характеризующий силу внутреннего взаимодействия между компонентами. Сделанные выводы подтверждаются численным решением нелинейной задачи Коши, выполненным методом конечных разностей.

KW - ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ МОДЕЛЬ

KW - ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

KW - НЕЛИНЕЙНАЯ СИЛА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

KW - МЕТОД КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ

KW - TWO-COMPONENT MODEL

KW - structural transformation dynamics

KW - NONLINEAR INTERACTION FORCE

KW - FINITE DIFFERENCE METHOD

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30754557

M3 - статья

VL - 20

SP - 5

EP - 15

JO - Физическая мезомеханика

JF - Физическая мезомеханика

SN - 1683-805X

IS - 6

ER -