Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оценка конструкционной прочностиполикристаллических материалов на основе мезоскопических параметров деформации Шевченко, Оксана Дмитриевна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шевченко, Оксана Дмитриевна. Оценка конструкционной прочностиполикристаллических материалов на основе мезоскопических параметров деформации : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.02.04.- Санкт-Петербург, 1998.- 21 с.: ил.

Введение к работе

1. Актуальность темы.

Проблема Формирования механических свойств конструкционных материалов, так же как и проблема конструкционной прочности в различной постановке оставалась одной из центральных на всех этапах развития физики и механики прочности,инженерного материаловедения и технологии обработки материалов. Различия в методологии исследования, различное понимание закономерностей и кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов и неадекватность их математического и физического описания концепциями различных уровней часто приводит к противоречиям и ошибочным выводам.

Принципиально, наука об управлении механическими свойствами и проектировании материала для работы в изделии или по его конструкционной прочности, должна решать три основных задачи:

описание физических механизмов деформации и разрушения:

разработка эффективных подходов для прогнозирования механических характеристик:

исследование технологических процессов по созданию материалов с заданным уровнем Физико-механических свойств для определенной сферы применения.

Использование Феноменологического подхода в механике сплошной среды Физически и математически вполне корректно, однако он пригоден только для анализа интегральных свойств макрооднороднои среды. Многочисленные попытки связать теорию дислокаций и механику сплошной среды не были успешными - использование аппарата классической теории дислокаций оказалось малоэффективным на стадии развитой пластической деформации. Встретившиеся трудности имеют принципиальный характер. Для их преодоления потребовался коренной пересмотр теории, дополнение ее качественно новыми идеями и представлениями.

В этой связи весьма перспективным является проведение систематических исследований эволюции дефектных структур на мезоуров-не и связь их с синергетическими представлениями о прочности и пластичности с разработкой новых экспериментальных методик и компьютерного моделирования.

Исследования выполнены на примере сталей типа 18-8, которые являются базовыми в атомной и термоядерной энергетике. Важность проблемы определяется тем, что к сталям типа 18-8 предъявляется целый комплекс противоречивых требований - по химическому составу, газопроницаемости, механическим свойствам, термической ста-

бшіьности.

Из всего вышесказанного следует, что данная работа, направленная на разработку методики оценки конструкционной прочности поликристаллических материалов на мезоуровне, компьютерного моделирования Физический механизмов деформации является актуальной. 2. Цели работы:

  1. Разработка комплексной расчетно-экспериментальной методики оценки конструкционной прочности поликристаллических материалов как явления, определяемого устойчивостью и самоорганизацией диссипативных структур при различных условиях нагружения.

  2. экспериментальное исследование конструкционной прочности новой, высокочистой по неметаллическим включениям стали 01Х18Н14 С а.с.N-93012880402) в сравнении со сталью 12Х18Н10Т промышленной выплавки.

В соответствии с поставленными целями были определены сле-душие задачи:

  1. Обобщение и систематизация научных исследований о принципах конструирования поликристаллических материалов, связь механических свойств с закономерностями развития деформационных дефектов при пластической деформации.

  2. Экспериментальное исследование процессов пластической деформации на основе представления модели деформируемого материала, как многоуровневой иерархической диссипативной системы.

  3. Сравнение по конструкционной прочности двух исследуемых сталей - 12Х18Н10Т открытого переплава и 01Х18Н14 после двойного вакуумного переплава.

Основные результаты и новизна заключаются в том, что развиваемые в работе представления позволяют предложить новую методологию исследования пластической деформации поликристаллических материалов и сформулировать рекомендации по созданию материалов с высокими характеристиками прочности и пластичности. Конструкционная прочность модельных и технологических материалов представляется как внутренняя реакция материала на условия нагружения и определяется как кинетическая характеристика в неразрывном единстве развития диссипативных структур на стадии технологической обработки и эксплуатационного воздействия. Поликристаллический материал рассматривается как сильнонеравновесная система, в которой в процессе технологической обработки закладывается различная потенциальная мера развития диссипативных процессов.

Многомасштабный характер развития пластических деформаций установлен на основе синергетического подхода с использованием

понятий диссипативной структуры, представлений качественной теории динамических систем (структурная устойчивость, фазовая диаграмма, бифуркация, аттрактор}, теории катастроф С странный аттрактор, динамический хаос, катастрофах Показано, что эволюция динамических диссипативных структур в процессе деформации сопровождается проявлением признаков развития - синхронизацией. стохас-тичностью, самоорганизацией, выступающими как принципы Формирования механических свойств. Введено понятие коэффициента синхронизации. Через спектральные характеристики локальных пластических деформаций рассмотрено явление масштабной инвариантности и определено понятие представительского объема. Моделирование процессов деформирования в динамической и статистической постановке выявило принципиально новые закономерности взаимодействия трансляционных и поворотных мод деформации.

Исследуемая сталь 01Х18Н14 двойного вакуумного переплава защищена авторским свидетельством .

В научном плане результаты работы представляют интерес как обобщение и дальнейшая разработка вопросов механики развитой пластической деформаций на мезоуровне в синергетической постановке, что позволяет представить логически непротиворечивую и согласующуюся с экспериментом модель процесса. Исследования закономерностей развития пластических деформаций на двух исследованных материалах могут быть использованы при конструировании материалов с заданным комплексом механических свойств. По топологической эквивалентности фазовых и бифуркационных диаграмм можно судить об адекватности процессов при различных условиях нагружения и в результате - прогнозировать конструкционную прочность материала или решать вопросы диагностики состояний.

  1. Достоверность результатов обеспечивается тщательным анализом состояния исследуемых вопросов, выбором экспериментальных методик, адекватно отражаицих деформационные явления в материале при нагружении и технологической обработке, сквозным применением методов математического планирования, корректностью математических выкладок, применением математически обоснованных численных методов при исследовании моделей.

  2. основные положения, выносимые на защиту.

  1. Методика оценки конструкционной прочности, проведенная методом математического планирования эксперимента по статистической значимости факторов в одноименном факторном пространстве.

  2. Разработка и исследование принципов формирования механических свойств - синхронизация, стохастичность, самоорганизация.

принцип масштабной инвариантности, понятие представительского объема. 3. Моделирование кинетики пластической деформации на мезоуровне, в результате чего устанавливается

принципиальная возможность самозарождения и развития локализованных структур в деформируемых поликристаллах:

количественные закономерности взаимодействия структурный уровней;

связь принципов синхронизации и стохастичности.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Межгосударственном семинаре "Радиационная повреждаемость и работоспособность конструкционных материалов" С Псков, 1993г., Белгород, 1995г., 1997г.), I Международная конференция "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1994г.), областная научно-практическая конференция "Актуальные вопросы образования, науки, техники" С Псков, 1995г.), на XXXII семинаре "Актуальные проблемы прочности" (С-Петербург, 1996г.), International Warksshop on new approaches to Hl-Tech Materials 97. NDTCS-97, St-Petersburg, 1997. По теме диссертации опубликовано 11 работ. Так же материалы представлены в виде тезисов докладов на всероссийских и международным конференциях и совещаниях. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, приложений и списка цитируемой литературы, содержащего. ///^ Объем диссертации составляет /w страниц, включая//, таблиц и ^J. рисунков.