intelligent-lab

18.01.2022 13:20

Универсальный, практико-ориентированный критерий потери устойчивости пластического течения в металлических материалах как прямое следствие коллективной динамики дислокационного ансамбля

Автор:  Растегаев Игорь Анатольевич
Цель проекта: разработка критерия для прогнозирования интервала устойчивого пластического течения металлических материалов в зависимости от микроструктурных параметров материалов (размер зерна) и условий их нагружения(скорости и температуры деформации)







Выходные данные проекта:
Тема: Универсальный, практико-ориентированный критерий потери устойчивости пластического течения в металлических материалах как прямое следствие коллективной динамики дислокационного ансамбля
Приоритетное направление: 8. Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика, 16. Технологии получения и обработки конструкционных наноматериалов.
Область знаний: 09 - Инженерные науки, 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций
Шифр проекта: 22-29-00143
Руководитель работ: Ясников Игорь Станиславович
Продолжительность работ: 2022 - 2023 г.
Итоговое финансирование проекта: 3 млн. руб.
Ключевые слова: динамика дислокационного ансамбля, потеря устойчивости пластического течения, критерий Консидера, феноменология Кокса-Мекинга-Эстрина, прогнозирование разрушения

Аннотация и научная значимость проекта:
Основная цель заявленного Проекта состоит в том, чтобы получив аналитически точное математическое решение уравнения дислокационной динамики в рамках феноменологии Кокса-Мекинга-Эстрина получить наиболее общее условие потери устойчивости пластического течения металлических материалов как функцию феноменологических констант исходного уравнения и, тем самым, прогнозировать интервал устойчивого пластического течения металлических материалов в зависимости от микроструктурных параметров материала (размер зерна) и условий эксперимента (скорость деформации и температура испытаний).
Актуальность решения поставленной в рамках Проекта задачи состоит в необходимости прогнозирования интервала устойчивой пластической деформации критических элементов и узлов машин и механизмов. Это позволит избежать серьёзных техногенных катастроф, которые наносят значительный экономический урон промышленности и зачастую приводят к человеческим жертвам. Реализация данной стратегии невозможна без верифицируемого учета динамики дислокационного ансамбля, которая происходит в материале в результате нагружения.
Научная новизна Проекта определяется существующей к настоящему времени неоднозначностью критериев потери устойчивости пластического течения в отношении микроструктурных параметров (в частности, размера зерна) и для снятия этой неоднозначности участниками Проекта планируется использовать объединенную феноменологию Кокса-Мекинга-Эстрина и, рассматривая при этом плотность дислокационного ансамбля и скорость деформации как флуктуирующие физические величины, получить в наиболее общей форме условие потери устойчивости пластического течения металлических материалов как функцию феноменологических коэффициентов и начального упрочнения.

Ожидаемые результаты выполнения проекта:
В результате выполнения Проекта будет получено аналитически точное математическое решение уравнения дислокационной динамики в рамках расширенной феноменологии Кокса-Мекинга-Эстрина. Решение данного уравнения аналитически, получение из него наиболее общего критерия потери устойчивости пластического течения, а также критический анализ полученных точных формул и соотношений на основе сопоставления с репрезентативной выборкой экспериментальных результатов при нагружении различных металлических материалов, позволит сформировать новую научную тематику для коллектива с развитием многочисленных прикладных аспектов.
В частности, это позволит получить зависимости указанных величин от микроструктурных параметров материала (размер зерна) и условий эксперимента (скорость деформации и температура испытаний). Кроме того, будет исследовано и обосновано поведение феноменологической константы дислокационного возврата в зависимости от микроструктурных параметров материала и условий эксперимента, поскольку она является основной характеристикой, влияющей на потерю устойчивости пластического течения.
Мы полагаем, что научная значимость полученного в результате выполнения Проекта решения этой проблемы будет определяться выработкой единого подхода к решению задачи оценки интервала устойчивой пластической деформации перспективных материалов и конструкций на основе представлений о закономерностях эволюции дислокационного ансамбля в металлических материалах. При этом результаты выполнения Проекта позволят существенным образом систематизировать экспериментальные данные с точки зрения репрезентативности получаемых результатов, а также обозначить пути его реализации в различных практических приложениях физического материаловедения

Основные результаты выполнения проекта:
1 этап (2022 год)

2 этап (2023 год)

You are here: