Локализация пластического сдвига и механизмы разрушения при динамическом нагружении металлов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2013.6.4.51Ключевые слова:
пластичность, дефекты, разрушение, сдвиг, динамическое нагружение, пробивание преградАннотация
Проведено экспериментальное и теоретическое исследование механизмов неустойчивости и локализации пластического сдвига при динамическом деформировании металлов. Механизмы неустойчивости связываются с коллективными эффектами в ансамбле микросдвигов в пространственно-локализованных областях. Инфракрасное сканирование in-situ зоны неустойчивости и последующее изучение дислокационной субструктуры подтвердили предположение о решающей роли неравновесных переходов в ансамблях дефектов при развитии локализованного пластического течения. На основе уравнений, отражающих связь неравновесных переходов с механизмами структурной релаксации и пластического течения, проведено моделирование неустойчивости пластического сдвига.
Скачивания
Библиографические ссылки
Meyer L.W., Staskewitsch E., Burblies A. Adiabatic shear failure under biaxial dynamic compression/shear loading // Mech. Mater. – 1994. –V. 17, N. 2-3. – P. 203-214. DOI
2. Burns T.J. Does a shear band result from a thermal explosion? // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P. 261-271. DOI
3. Nemat-Nasser S., Li Y.F., Isaacs J.B. Experimental/computational evolution of flow stress at high strain rates with application to adiabatic shear banding // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P. 111-134. DOI
4. Meyers M.A., Subhash G., Kad B.K., Prasad L. Evolution of microstructure and shear-band formation in α-hcp titanium // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P.175-193. DOI
5. Frassengeas C., Molinari A. Instability and localization of plastic flow in shear at high strain rates // J. Mech. Phys. Solids. – 1987. – V. 35, N. 2. – P. 185-211. DOI
6. Frassengeas C., Molinari A. The time development of eulerian/lagrangian perturbatuions to simple shear and its applications to shear banding // J. Mech. Phys. Solids. – 1992. – V. 40, N. 8. – P. 1735-1756. DOI
7. Gilman J.J. Micromechanics of shear banding // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P. 83-96. DOI
8. Mgbokwere C.O., Nutt S.R., Duffy J. Shear band formation in 4340 steel: A TEM study // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P. 97-100. DOI
9. Bai Y., Xuc Q., Xu Y., Shen L. Characteristics and microstructure in the evolution of shear localization in Ti-6Al-4V alloy // Mech. Mater. – 1994. – V. 17, N. 2-3. – P. 155-164. DOI
10. Grady D.E. Dynamic of adiabatic shear// Journal de Physique IV, Colloque C3, suppl. au Jour. de Physique III. – 1991. – V. 1. – P. 653-660.
11. Коффи К.С., Армстронг Р.В. Образование областей перегрева при ударном нагружении // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / Под. ред. М.А. Мейерса, Л.Е. Мурра. – М.: Металлургия, 1984. – С. 67-89.
12. Роджерс Х.К., Шастри Н.В. Структурные изменения в сталях при адиабатическом сдвиге // Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / Под. ред. М.А. Мейерса, Л.Е. Мурра. – М.: Металлургия. – 1984. – С. 301-309.
13. Астанин В.В., Надеждин Г.Н., Петров Ю.Н. и др. Локализация пластической деформации при скоростном ударном деформировании алюминия и сплава АМг6 // Проблемы прочности. – 1987. – № 3. – C. 81-85.
14. Колупаева С.Н., Старенченко В.А., Попов Л.Е. Неустойчивости пластического течения в кристаллах. – Томск: Изд-во ТГУ, 1994. – 196 с.
15. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. – Новосибирск: Наука, 1985. – 229 с.
16. Панин В.Е. Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. – Новосибирск: Наука, 1990. – 225 с.
17. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов в 2-х т. / Под ред. В.Е. Панина. – Новосибирск: Наука. – 1995. – T. 1. – 297 с.; Т. 2. – 320 с.
18. Naimark O.B. Kinetic transition in ensembles of microcracks and some nonlinear aspects of fracture // Proc. IUTAM Symposium on nonlinear analysis of fracture. Cambridge, United Kingdom, September 3-7, 1995. – P. 285-298.
19. Наймарк О.Б. Коллективные свойства ансамблей дефектов и некоторые нелинейные проблемы пластичности и разрушения // Физ. Мезомех. – 2003. – Т. 6, № 4. – С. 45-72.
20. Jonas G.H., Zukas J.A. Mechanics of penetration: Аnalysis and experiment // Int. J. Eng. Sci. – 1978. – V. 16, N. 11. – P. 879-903. DOI
21. Ляпунова Е.А., Петрова А.Н., Бродова И.Г. и др. Исследование морфологии многомасштабных дефектных структур и локализации пластической деформации при пробивании мишеней из сплава А6061 // ПЖТФ. – 2012. – Т. 38, № 1. – С. 13-20.
22. Ляпунова Е.А., Петрова А.Н., Бродова И.Г. и др. Исследование закономерностей локализации пластической деформации и формирования многомасштабных дефектных структур в процессе динамического нагружения алюминиевого сплава 6061 // Физ. мезомех. – 2012. – Т. 15, № 2. – С. 61-67.
23. Соковиков М.А., Чудинов В.В., Уваров С.В. и др. Неустойчивость пластического сдвига и локализация пластической деформации при динамическом нагружении как результат структурно-кинетических переходов в системе мезодефектов // Вестник ПНИПУ. Механика. – 2013. – № 2 – С. 154-175.
24. Соковиков М.А. Неустойчивость пластического сдвига при ударном нагружении как результат кинетических переходов в системе микросдвигов // Вычислительная механика. Сборник научных трудов. – 2003. – № 1. – С. 87-94.
25. Соковиков М.А. Численное исследование неустойчивости пластического сдвига при динамическом нагружении // Вестник ПГТУ. Математическое моделирование систем и процессов. – 2004. – № 12. – С. 82-88.
26. Соковиков М.А. Численное моделирование неустойчивости пластического сдвига в плоской волне сжатия // Вестник ПГТУ. Прикладная математика и механика. – 2004. – № 1. – С. 28-36.
27. Соковиков М.А. Автомодельность неустойчивости пластического сдвига при ударном нагружении как результат кинетических переходов в системе микросдвигов // Физ. мезомех. – 2004. – Т. 7, Спец. выпуск Ч. 1. – С. 332-335.
28. Соковиков М.А. Численное исследование неустойчивости пластического сдвига при высокоскоростном ударе // Деформация и разрушение материалов. – 2005. – № 7. – С. 13-17.
29. Баяндин Ю.В., Наймарк О.Б., Уваров С.В. Численное моделирование откола, индуцированного мезодефектами при ударно-волновом нагружении металлов // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2010. – Т. 3, № 1. – С. 13-23. DOI
30. Савельева Н.В., Баяндин Ю.В., Наймарк О.Б. Численное моделирование деформирования и разрушения металлов в условиях плоского удара // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2012. – Т. 5, № 3. – С. 300-307.
31. Баяндин Ю.В., Костина А.А., Наймарк О.Б., Пантелеев И.А. Моделирование деформационного поведения ванадия при квазистатическом нагружении // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2012. – Т. 5, № 1. – С. 33-39. DOI
32. Наймарк О.Б., Баяндин Ю.В., Леонтьев В.А., Пантелеев И.А., Плехов О.А. Структурно-скейлинговые переходы и некоторые термодинамические и кинетические эффекты в материалах в объемном субмикро- (нано-)кристаллическом состоянии // Физ. мезомех. – 2009. – Т. 12, № 4. – С. 47-60.
33. Пантелеев И.А., Плехов О.А., Наймарк О.Б. Некоторые автомодельные закономерности развития поврежденности при квазихрупком разрушении твёрдых тел // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2011. – Т. 4, № 1. – С. 90-100. DOI
34. Баяндин Ю.В., Наймарк О.Б. Экспериментальное и теоретическое исследование автомодельной структуры пластического фронта ударных волн в конденсированных средах // Физ. мезомех. – 2004. – Т. 7, Спец. выпуск Ч. 1. – С. 305-308.
###
Meyer L.W., Staskewitsch E., Burblies A. Adiabatic shear failure under biaxial dynamic compression/shear loading // Mech. Mater. - 1994. -V. 17, N. 2-3. - P. 203-214. DOI
2. Burns T.J. Does a shear band result from a thermal explosion? // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P. 261-271. DOI
3. Nemat-Nasser S., Li Y.F., Isaacs J.B. Experimental/computational evolution of flow stress at high strain rates with application to adiabatic shear banding // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P. 111-134. DOI
4. Meyers M.A., Subhash G., Kad B.K., Prasad L. Evolution of microstructure and shear-band formation in a-hcp titanium // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P.175-193. DOI
5. Frassengeas C., Molinari A. Instability and localization of plastic flow in shear at high strain rates // J. Mech. Phys. Solids. - 1987. - V. 35, N. 2. - P. 185-211. DOI
6. Frassengeas C., Molinari A. The time development of eulerian/lagrangian perturbatuions to simple shear and its applications to shear banding // J. Mech. Phys. Solids. - 1992. - V. 40, N. 8. - P. 1735-1756. DOI
7. Gilman J.J. Micromechanics of shear banding // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P. 83-96. DOI
8. Mgbokwere C.O., Nutt S.R., Duffy J. Shear band formation in 4340 steel: A TEM study // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P. 97-100. DOI
9. Bai Y., Xuc Q., Xu Y., Shen L. Characteristics and microstructure in the evolution of shear localization in Ti-6Al-4V alloy // Mech. Mater. - 1994. - V. 17, N. 2-3. - P. 155-164. DOI
10. Grady D.E. Dynamic of adiabatic shear// Journal de Physique IV, Colloque C3, suppl. au Jour. de Physique III. - 1991. - V. 1. - P. 653-660.
11. Koffi K.S., Armstrong R.V. Obrazovanie oblastej peregreva pri udarnom nagruzenii // Udarnye volny i avlenia vysokoskorostnoj deformacii metallov / Pod. red. M.A. Mejersa, L.E. Murra. - M.: Metallurgia, 1984. - S. 67-89.
12. Rodzers H.K., Sastri N.V. Strukturnye izmenenia v stalah pri adiabaticeskom sdvige // Udarnye volny i avlenia vysokoskorostnoj deformacii metallov / Pod. red. M.A. Mejersa, L.E. Murra. - M.: Metallurgia. - 1984. - S. 301-309.
13. Astanin V.V., Nadezdin G.N., Petrov U.N. i dr. Lokalizacia plasticeskoj deformacii pri skorostnom udarnom deformirovanii aluminia i splava AMg6 // Problemy procnosti. - 1987. - No 3. - C. 81-85.
14. Kolupaeva S.N., Starencenko V.A., Popov L.E. Neustojcivosti plasticeskogo tecenia v kristallah. - Tomsk: Izd-vo TGU, 1994. - 196 s.
15. Panin V.E., Lihacev V.A., Grinaev U.V. Strukturnye urovni deformacii tverdyh tel. - Novosibirsk: Nauka, 1985. - 229 s.
16. Panin V.E. Grinaev U.V., Danilov V.I. i dr. Strukturnye urovni plasticeskoj deformacii i razrusenia. - Novosibirsk: Nauka, 1990. - 225 s.
17. Fiziceskaa mezomehanika i komp’uternoe konstruirovanie materialov v 2-h t. / Pod red. V.E. Panina. - Novosibirsk: Nauka. - 1995. - T. 1. - 297 s.; T. 2. - 320 s.
18. Naimark O.B. Kinetic transition in ensembles of microcracks and some nonlinear aspects of fracture // Proc. IUTAM Symposium on nonlinear analysis of fracture. Cambridge, United Kingdom, September 3-7, 1995. - P. 285-298.
19. Najmark O.B. Kollektivnye svojstva ansamblej defektov i nekotorye nelinejnye problemy plasticnosti i razrusenia // Fiz. Mezomeh. - 2003. - T. 6, No 4. - S. 45-72.
20. Jonas G.H., Zukas J.A. Mechanics of penetration: Analysis and experiment // Int. J. Eng. Sci. - 1978. - V. 16, N. 11. - P. 879-903. DOI
21. Lapunova E.A., Petrova A.N., Brodova I.G. i dr. Issledovanie morfologii mnogomasstabnyh defektnyh struktur i lokalizacii plasticeskoj deformacii pri probivanii misenej iz splava A6061 // PZTF. - 2012. - T. 38, No 1. - S. 13-20.
22. Lapunova E.A., Petrova A.N., Brodova I.G. i dr. Issledovanie zakonomernostej lokalizacii plasticeskoj deformacii i formirovania mnogomasstabnyh defektnyh struktur v processe dinamiceskogo nagruzenia aluminievogo splava 6061 // Fiz. mezomeh. - 2012. - T. 15, No 2. - S. 61-67.
23. Sokovikov M.A., Cudinov V.V., Uvarov S.V. i dr. Neustojcivost’ plasticeskogo sdviga i lokalizacia plasticeskoj deformacii pri dinamiceskom nagruzenii kak rezul’tat strukturno-kineticeskih perehodov v sisteme mezodefektov // Vestnik PNIPU. Mehanika. - 2013. - No 2 - S. 154-175.
24. Sokovikov M.A. Neustojcivost’ plasticeskogo sdviga pri udarnom nagruzenii kak rezul’tat kineticeskih perehodov v sisteme mikrosdvigov // Vycislitel’naa mehanika. Sbornik naucnyh trudov. - 2003. - No 1. - S. 87-94.
25. Sokovikov M.A. Cislennoe issledovanie neustojcivosti plasticeskogo sdviga pri dinamiceskom nagruzenii // Vestnik PGTU. Matematiceskoe modelirovanie sistem i processov. - 2004. - No 12. - S. 82-88.
26. Sokovikov M.A. Cislennoe modelirovanie neustojcivosti plasticeskogo sdviga v ploskoj volne szatia // Vestnik PGTU. Prikladnaa matematika i mehanika. - 2004. - No 1. - S. 28-36.
27. Sokovikov M.A. Avtomodel’nost’ neustojcivosti plasticeskogo sdviga pri udarnom nagruzenii kak rezul’tat kineticeskih perehodov v sisteme mikrosdvigov // Fiz. mezomeh. - 2004. - T. 7, Spec. vypusk C. 1. - S. 332-335.
28. Sokovikov M.A. Cislennoe issledovanie neustojcivosti plasticeskogo sdviga pri vysokoskorostnom udare // Deformacia i razrusenie materialov. - 2005. - No 7. - S. 13-17.
29. Baandin U.V., Najmark O.B., Uvarov S.V. Cislennoe modelirovanie otkola, inducirovannogo mezodefektami pri udarno-volnovom nagruzenii metallov // Vycisl. meh. splos. sred. - 2010. - T. 3, No 1. - S. 13-23. DOI
30. Savel’eva N.V., Baandin U.V., Najmark O.B. Cislennoe modelirovanie deformirovania i razrusenia metallov v usloviah ploskogo udara // Vycisl. meh. splos. sred. - 2012. - T. 5, No 3. - S. 300-307.
31. Baandin U.V., Kostina A.A., Najmark O.B., Panteleev I.A. Modelirovanie deformacionnogo povedenia vanadia pri kvazistaticeskom nagruzenii // Vycisl. meh. splos. sred. - 2012. - T. 5, No 1. - S. 33-39. DOI
32. Najmark O.B., Baandin U.V., Leont’ev V.A., Panteleev I.A., Plehov O.A. Strukturno-skejlingovye perehody i nekotorye termodinamiceskie i kineticeskie effekty v materialah v ob"emnom submikro- (nano-)kristalliceskom sostoanii // Fiz. mezomeh. - 2009. - T. 12, No 4. - S. 47-60.
33. Panteleev I.A., Plehov O.A., Najmark O.B. Nekotorye avtomodel’nye zakonomernosti razvitia povrezdennosti pri kvazihrupkom razrusenii tverdyh tel // Vycisl. meh. splos. sred. - 2011. - T. 4, No 1. - S. 90-100. DOI
34. Baandin U.V., Najmark O.B. Eksperimental’noe i teoreticeskoe issledovanie avtomodel’noj struktury plasticeskogo fronta udarnyh voln v kondensirovannyh sredah // Fiz. mezomeh. - 2004. - T. 7, Spec. vypusk C. 1. - S. 305-308.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2013 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
