Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

05.04 Нелинейная акустика твердых тел

 

Зайцев М.А., Карабасов С.А. «Схема Кабаре для численного решения задач деформирования упругопластических тел» Математическое моделирование, 29, № 11, с. 53-70 (2017)

Предложeно обобщение схемы Кабаре для линейных уравнений упругости с учетом нелинейного эффекта пластичности в лагранжевой постановке. В соответствии с балансно-характеристическим подходом Кабаре, вводятся консервативные переменные, относящиеся к центрам контрольных объёмов и "активные" граневые (потоковые) переменные. Линейные уравнения упругости, отвечающие гиперболической части задачи, решаются в консервативной форме относительно центральных переменных на этапах предиктор-корректор. Граневые переменные пересчитываются на новый слой по времени с учетом экстраполяции по характеристическим направлениям. Для учета пластичности используется классическая модель Прандтля–Рейсса, в рамках которой компоненты тензора напряжений корректируются на каждом шаге схемы в соответствии с ограничением, налагаемым пределом текучести. Лагранжевый шаг включает пересчет медленно меняющихся координат узлов контрольных объёмов. Примеры валидации нового алгоритма включают задачи вдавливания сферы в упругопластическое пространство, деформирования сосуда под действием заданного давления и распространения плоской сейсмической волны из точечного источника. Приведены сравнения с решениями, полученными в литературе с использованием искусственной вязкости, а также на основе метода Галеркина с разрывными потоками. Представлены результаты масштабирования нового алгоритма при проведении параллельных вычислений на многопроцессорных вычислительных станциях.

Математическое моделирование, 29, № 11, с. 53-70 (2017) | Рубрики: 05.02 05.04

 

Мисоченко А.А., Царенко Ю.В., Рубаник В.В., Столяров В.В. «Комбинация эффектов импульсного тока и ультразвука в сплаве с памятью формы при растяжении» Ультразвук: проблемы, разработки, перспективы. Материалы международной научной конференции. Уфа, 25–29 сент. 2017 г., с. 41-43 (2017)

Для производства металлических полуфабрикатов из сплавов с памятью формы традиционно используется термомеханическая обработка, включающая горячее прессование, ротационную ковку, прокатку, холодное волочение. При этом существует проблема одновременного повышения деформируемости и функциональных свойств сплава, поскольку первое достигается за счет высоких температур обработки, что в свою очередь приводит к ухудшению второго. Одним из подходов к решению данной задачи является применение внешних энергетических воздействий, не сопровождаемых воздействием высоких температур. В сплавах с термоупругим мартенситным превращением деформационно-термические методы обработки в сочетании с импульсным током (электропластический эффект) или ультразвуковым воздействием действительно позволяют существенно повысить технологические и эксплуатационные свойства, однако механизм такого воздействия недостаточно изучен. Кроме того, интерес представляет совместное действие обоих эффектов. Например, для чистой меди было показано, что комбинация электропластического (ЭПЭ) и акустопластического (АПЭ) эффектов, может оказывать заметное влияние на дислокационную подвижность и деформационное поведение материала. В работе было так же показано, что совместное действие ЭПЭ и АПЭ меньше, чем сумма эффектов по отдельности и зависит от фазового состояния материала. Цель работы – сравнительное исследование механического поведения при растяжении и волочении сплавов, проявляющих эффект памяти формы, Ti-50,4 ат.%Ni и Ti-50,7 ат.%Ni в условиях воздействия внешних электроимпульсного и/или ультразвукового полей.

Ультразвук: проблемы, разработки, перспективы. Материалы международной научной конференции. Уфа, 25–29 сент. 2017 г., с. 41-43 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Макаров С.В., Плотников В.А., Лысиков М.В. «Большие пластические деформации в алюминии в условиях циклического высокотемпературного нагружения и акустическая эмиссия» Ультразвук: проблемы, разработки, перспективы. Материалы международной научной конференции. Уфа, 25–29 сент. 2017 г., с. 116-118 (2017)

Исследования процессов структурной перестройки в металлических материалах в условиях больших пластических деформаций являются актуальными, как с точки зрения фундаментальных подходов, так и практического применения. Большие пластические деформации предложено рассматривать, начиная с относительной деформации е=100%. При этом важно, чтобы в схеме напряженного состояния деформируемого твердого тела имелась существенная компонента напряжений всестороннего сжатия, а пластическое течение сопровождалось циклическими процессами динамической рекристаллизации.При больших пластических деформациях значительно возрастает плотность «неравновесных» границ зерен, которые ответственны за аномальные явления проскальзывания, взаимодействия с решеточными дефектами и определяют высокий уровень пластичности. Ранее показано, что переход к высокодеформированному состоянию сопровождается изменениями в структуре материала и его механического поведения. Так, например, при больших пластических деформациях медных образцов наблюдали пространственную цикличность в изменении структурного состояния: фрагментированная структура – рекристаллизационная структура Хорошо известно, что процессы структурной перестройки при пластической деформации сопровождаются акустической эмиссией, однако во многих публикациях акустическая эмиссия – пассивный эффект. Влияние акустической эмиссии на процессы накопления деформации не рассматривается. Цель работы: исследование процессов накопления больших деформаций в алюминии при циклическом нагружении в условиях действия механических нагрузок и высоких температур, анализ активной роли акустической эмиссии в этих процессах. Заключение. Накопление макродеформации (до 150% в цикле) в алюминии в условиях высоких температур и осциллирующего характера механического напряжения осуществляется как квазискачкообразный процесс при достижении температурно-силовыми параметрами и колебательной энергией акустической эмиссии критических значений. Квазискачкообразное накопление деформации контролируется преимущественно зернограничными процессами производства полных дислокаций границами зерен.

Ультразвук: проблемы, разработки, перспективы. Материалы международной научной конференции. Уфа, 25–29 сент. 2017 г., с. 116-118 (2017) | Рубрики: 05.04 14.04

 

Чаусов Н.Г., Марущак П.О., Пилипенко А.П., Маркашова Л.И. «Влияние ударно-колебательного нагружения на механические свойства α + β титановых сплавов» Механика машин, механизмов и материалов, № 3, с. 96-101 (2017)

На примере испытаний двухфазных листовых высокопрочных титановых сплавов ВТ23 и ВТ23М с различной исходной структурой и фазовым составом установлены основные закономерности изменения механических свойств за счет ударно-колебательного нагружения при комнатной температуре. Показано, что динамические неравновесные процессы, которые реализуются в сплавах при данном виде нагружения, могут привести как к существенному улучшению механических свойств при последующем статическом растяжении, так и к их ухудшению. Проанализированы факторы, влияющие на данный процесс.

Механика машин, механизмов и материалов, № 3, с. 96-101 (2017) | Рубрика: 05.04

 

Лямина Е.А., Новожилова О.В. «Поле температуры вблизи поверхностей максимального трения в вязкопластичности» Математическое моделирование, 29, № 10, с. 105-112 (2017)

При применении ряда жесткопластических моделей материала поле скорости является сингулярным вблизи поверхностей максимального трения. В частности, квадратичный инвариант тензора скорости деформации стремится к бесконечности при приближении к таким поверхностям и коэффициент интенсивности скорости деформации контролирует величину квадратичного инварианта тензора скорости деформации в узкой области около поверхности трения, что влияет на поле температуры в этой области. Однако численное решение соответствующих краевых задач стандартными конечно элементными методами невозможно, т.к. поле скорости является сингулярным. В связи с этим, в публикуемой работе получено асимптотическое представление для поля температуры в окрестности поверхности максимального трения в случае вязкопластической модели, включающей напряжение насыщения. Прикладной аспект полученного результата состоит в том, что в процессах деформирования вблизи поверхностей трения образуется тонкий слой с сильно измененными свойствами. Этот слой влияет на качество окончательного изделия. Известно, что образование этого слоя контролируется пластической деформацией и температурой. Для учета влияния пластической деформации на образование слоя с сильно измененными свойствами предложены модели, основанные на коэффициенте интенсивности скорости деформации. Результаты настоящего исследования позволяют распространить эти модели для учета влияния температуры на образование слоя с сильно измененными свойствами вблизи поверхностей трения.

Математическое моделирование, 29, № 10, с. 105-112 (2017) | Рубрики: 05.04 06.10

 

Шибков А.А., Желтов М.А., Гасанов М.Ф., Золотов А.Е. «Акустическая эмиссия при прерывистой ползучести алюминиймагниевого сплава» Физика металлов и металловедение, 119, № 1, с. 81-88 (2018)

Экспериментально с использованием высокоскоростных методов измерения деформации, нагрузки и динамики деформационных полос исследована корреляция между характеристиками прерывистой ползучести алюминиймагниевого сплава АМг6 и параметрами сигналов акустической эмиссии. Установлено, что “спусковым крючком” развития деформационной ступени на кривой ползучести является зарождение и быстрое расширение первичной полосы деформации, которая генерирует характерный сигнал акустической эмиссии в полосе частот 10–1000 Гц. Результаты работы подтверждают достоверность механизма генерирования акустического сигнала, связанного с выходом на поверхность дислокационного скопления.

Физика металлов и металловедение, 119, № 1, с. 81-88 (2018) | Рубрики: 05.04 14.04

 

Нефедов Н.Н., Руденко О.В. «О движении фронта в уравнении типа Бюргерса с квадратичной и модульной нелинейностью при нелинейном усилении» Доклады академии наук, 478, № 3, с. 274-279 (2018)

Рассмотрена сингулярно возмущённая начально-краевая задача для параболического уравнения, называемого в приложениях уравнением типа Бюргерса, а также уравнением реакция–диффузия–адвекция. Построено асимптотическое приближение решений с движущимся фронтом при модульной и квадратичной нелинейности при нелинейном усилении. Выявлено влияние нелинейного усиления на процессы распространения и разрушения фронтов. Получены оценки локализации и времени разрушения.

Доклады академии наук, 478, № 3, с. 274-279 (2018) | Рубрика: 05.04