Speaker
Description
Применение многоуровневого подхода, основанного на физических теориях пластичности (ФТП) [1], к построению конститутивных моделей (КМ) металлов и сплавов является эффективным способом для исследования и совершенствования процессов термомеханической обработки материалов, поскольку в моделях данного класса описывается изменение физико-механических свойств получаемого изделия за счет явного учета эволюции микроструктуры материала и механизмов деформирования на различных масштабных уровнях. Это обусловливает необходимость применения именно таких КМ для создания технологических процессов формования изделий с оптимальными для эксплуатации свойствами (функциональных материалов-конструкций) [1].
Актуальным для развития методов получения изделий из металлов и сплавов с улучшенными свойствами является исследование процесса измельчения зеренной структуры при интенсивных пластических деформациях, так как при уменьшении размера зерна, согласно закону Холла-Петча, повышается предел текучести, а при размере зерна ниже некоторого порогового значения увеличивается предел прочности.
В работе использована двухуровневая статистическая КМ для описания неупругого деформирования ГЦК-поликристалла [1], учитывающая внутризеренное дислокационное скольжение и ротации решеток кристаллитов. В рассматриваемую КМ ФТП интегрирована физическая модель ETMB (Y. Estrin, L.S. Toth, A. Molinari, Y. Brechet) [2, 3] для описания эволюции среднего размера ячейки при деформировании, в которую внесены модификации некоторых соотношений модели ETMB для более детального описания процесса
измельчения.
Расширенная двухуровневая статистическая КМ с подмоделью ETMB применена для описания измельчения зеренной структуры при равноканальном угловом прессовании (РКУП) меди при комнатной температуре, в частности, было проведено детальное исследование эффектов, возникающих при нагружениях с изломом траектории деформации (из-за поворота образца между проходами). Полученные результаты численных экспериментов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты» (в рамках выполнения государственного задания в лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов, проект № FSNM-2021-0012).