КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-71-10038
НазваниеРазвитие дислокационной модели высокоскоростной пластической деформации алюминия и его сплавов с медью и магнием
Руководитель Красников Василий Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" , Челябинская обл
Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-303 - Пластичность, воздействие физических полей и химически активных сред
Ключевые слова Динамическое деформирование, пластичность, сдвиговая прочность, скольжение дислокаций, фононное трение, термо-активированное движение дислокаций, взаимодействие с упрочняющими центрами, гомогенное зарождение дислокаций, зарождение на включениях, многомасштабная модель, экстремальное нагружение, высокоскоростное соударение, интенсивное облучение
Код ГРНТИ30.19.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект предполагает разработку многоуровневой теоретической модели высокоскоростной пластической деформации алюминия и его сплавов с медью и магнием, описывающей пластичность как результат скольжения, генерации и размножения дислокаций. Многомасштабность модели будет состоять в комбинации континуального и атомистического уровней описания протекающих процессов. На макроскопическом уровне динамика среды будет рассматриваться в рамках формализма механики сплошной среды. Процессы в ансамбле дислокаций будут описываться на микроскопическом уровне при помощи уравнений зарождения, движения и взаимодействия дислокаций. Эти уравнения и входящие в них параметры будут получены из результатов атомистического моделирования зарождения и движения отдельных дислокаций. На уровне атомистического моделирования будет проведено исследование: 1) гомогенного зарождения дислокаций и зарождения вблизи упрочняющих включений при высоком уровне действующих сдвиговых напряжений; 2) движения дислокаций при различных уровнях сдвигового напряжения, в диапазоне от очень высоких, когда возможным становится переход дислокаций в сверхзвуковой режим движения, до умеренных, когда дислокации движутся в термо-активированном режиме. Атомистическое моделирование будет выполнено для температур от 0 K до температур плавления этих сплавов и диапазона давлений от отрицательных, вызывающих рост полостей, до давлений порядка 50 ГПа, характерных для сжатия в ударных волнах умеренной амплитуды. Выбор обозначенного температурного интервала и интервала давлений связан с необходимостью прогнозировать свойства алюминиевых сплавов, все чаще рассматриваемых как конструкционные материалы для космических аппаратов, детали которых могут испытывать воздействия экстремальных перепадов температур, а также интенсивные ударные воздействия, например, со стороны микрометеоритов. В качестве упрочняющих фаз будут рассматриваться реалистичные фазы, формирующиеся в процессе старения сплавов алюминия с медью и магнием.
Применение данного подхода, объединяющего в единую модель широкий круг возможных дислокационных процессов, определяет научную новизну проекта и должно обеспечить работоспособность модели в широком диапазоне скоростей деформаций, температур и давлений для различных фазовых состояний сплавов. Актуальность исследований связана с развитием экспериментальных методов получения сверхвысоких скоростей деформации и возросшим в последние годы интересом к поведению предлагаемых к исследованию в рамках проекта сплавов при динамическом нагружении. Проект предполагает также численные исследования динамического деформирования этих сплавов алюминия с медью и магнием в широком диапазоне температур от криогенных до температур плавления при различных условиях нагружения (давлении) и различном фазовом составе, которые будут проводиться на основе разработанной многоуровневой модели. На основе проведенных континуальных расчетов будут определены динамические сдвиговые прочности этих сплавов для широкого круга скоростей деформации, температуры и давления. Построенная и апробированная модель далее будет внедрена в распространенный пакет конечно-элементного моделирования, что позволит в дальнейшем использовать результаты проекта для прогнозирования отклика реальных изделий на динамические нагружения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ