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 22-11-00091-П

НазваниеНеобратимая деформация и разрушение конструкционных и природных материалов при экстремальных динамических воздействиях

Руководитель Петров Юрий Викторович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №5068 - Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-305 - Разрушение деформируемых тел, кинетика и динамика

Код ГРНТИ30.19.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В проекте дается дальнейшее развитие структурно-временного подхода, позволяющего с единой точки зрения объяснять и предсказывать условия возникновения эффектов аномального и нестабильного поведения деформационных и прочностных характеристик, возникающих в конструкционных и природных материалах при интенсивных динамических импульсных и высокоскоростных воздействиях. Основная идея подхода связана с принципиальной ролью, которую в динамических процессах играют характерные времена релаксационных процессов подготовки разрушения (предразрушения) и необратимой деформации, происходящие на низовых масштабных уровнях. Прямой учет этих инкубационных характеристик позволяет прогнозировать наблюдаемые в задачах динамики эффекты, связанные с неустойчивостью скоростных зависимостей прочности, а также эффекты нестабильного поведения деформационных диаграмм. По итогам завершения Проекта 2022 были достигнуты все предполагаемые цели, однако, выявился ряд интересных и важных задач, органически связанных с исходной тематикой проводимых исследований, решение которых будет важным логическим развитием уже полученных новых результатов. Так, например, в ходе предыдущего была разработана релаксационная модель пластического деформирования (РП), которая позволяет аналитически предсказывать динамические диаграммы неупругого деформирования материалов. В процессе отладки модели РП и сравнении расчётных зависимостей с результатами, полученными согласно другим моделям, а также экспериментальными данными была показана её эффективность при решении задач необратимого деформирования материалов. Более того, эта модель продемонстрировала ряд преимуществ по сравнению с другими методами, а именно, она позволяет без введения каких-либо дополнительных соображений предсказывать и описывать такие явления динамической диаграммы пластического деформирования, как зуб текучести. Однако, аналитическое представление модели РП позволяет проводить расчёты для только одноосного напряжённого состояния, что является существенным ограничением для её более широкого применения в неодномерных ситуациях. Поэтому в рамках продолжения проекта предполагается провести исследование, в котором будет разработаны способы расчета неодномерных случаев и проведено внедрение релаксационной модели пластичности в стандартную конечно-элементную численную схему. Необходимо выделить ещё один фундаментальный результат, полученный в ходе Проекта 2022 и требующий продолжения исследований, а именно, обнаружение аналогии между высокоскоростным разрушением твердых тел и динамическим разрушением дискретных моделей. Обнаруженная возможность трактовки инкубационных характеристик разрушения в рамках достаточно простой дискретных модели позволила разработать аналитический подход, позволяющий решать задачу прогнозирования критических условий разрушения твердых тел при высокоскоростном динамическом воздействии. В связи с этим планируется более глубокое исследование найденной аналогии по поиску возможностей моделирования других процессов, например, таких как необратимое деформирование при высокоскоростном воздействии, а также для задач о старте и распространении динамических трещин. Новизна и качество исследований определяется тем, что все запланированные результаты будут получены на основе идей развиваемого авторской группой структурно-временного подхода, который активно применяется не только авторами, но и следователями других, в том числе зарубежных, научных центров. Это позволит научному коллективу удерживать лидерство и приоритет в использовании методов структурно-временного подхода, являющегося важнейшим инструментом исследования экстремальных состояний материалов и конструкций.

Ожидаемые результаты
По итогам проекта будут получены следующие результаты: • Вычислительная схема для проведения конечно-элементного моделирования задач динамической пластичности с использованием релаксационной модели пластичности, дополненная программным комплексом для определения значений используемых модели параметров; • Предполагается создание программного модуля для определения оптимальных значений модельных параметров, а также написание программы, позволяющей использовать модель релаксационной пластичности при сложных высокоскоростных нагружениях в общепринятых коммерческих пакетах; • Оценка точности моделирования экспериментов в коммерческом пакете, в частности испытаний по схеме Гопкинсона и тестов по высокоскоростному удару образцов о наковальню, с помощью распространенных моделей (типа Джонсона-Кука) и новой модели релаксационной пластичности; • Результаты численного моделирования ударно-волновых процессов в установке со стержнями Гопкинсона, позволяющие сделать оценку корректности результатов обработки испытаний согласно традиционным одномерным методикам; • Будет дано объяснение ряду эффектов динамического разрушения, наблюдаемых в дискретных системах с инерцией, а также главным особенностям процесса разрушения в дискретных периодических системах, характерных только для такого рода объектов.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---