Сотрудниками ИФПМ СО РАН разработана математическая модель, позволяющая описать скоростную чувствительность Армко-железа при изменении скорости деформации на 2 порядка, а также выявить механизм деформации поликристаллических образцов на масштабах зеренной структуры.

Жидкие среды при низких скоростях деформации практически не оказывают сопротивления. Так, например, медленно опуская руку в воду, человек не почувствует сопротивления. Однако стоит ударить по воду ладонью, человек почувствует боль. Это связано с вязкостью – способностью развивать сопротивление или прочность при высоких скоростях деформации.

Твердые тела обладают прочностью даже при низких скоростях деформации. Однако эксперименты показывают, что увеличение скорости деформации образцов многих материалов, как правило, приводит к увеличению деформирующего напряжения. Увеличение деформирующего напряжения при увеличении скорости деформации традиционно связывают с эффектом вязкости.

Математическое описание этого явления является актуальной задачей современной механики, поскольку в различных отраслях промышленности металлы и сплавы подвергаются нагружению в широком диапазоне скоростей деформации и, соответственно, возникает необходимость прогноза их механического поведения.

Одной из важных задач также является установление связи между влиянием структуры материала (отдельных зерен) и параметров микроуровня, прежде всего дислокаций, на макроскопический отклик материала. В опубликованной работе разработана математическая модель, которая учитывает вклад отдельных зерен, а также усредненных свойств микроуровня (континуума дислокаций) для описания закономерностей развития пластической деформации и соответствующей кривой течения на макроуровне.

Результаты математического моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными. В рассмотренном диапазоне скоростей деформации максимальное расхождение данных не превышает 10 %.

Публикация: Eremin, M.; Chirkov, A.; Danilov, V. Mesomechanical Aspects of the Strain-Rate Sensitivity of Armco-Iron Pulled in Tension. Crystals 2023, 13, 866. https://doi.org/10.3390/cryst13060866.

Источник: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.