Верификация широкодиапазонных определяющих соотношений для упруговязкопластических материалов с использованием теста Тейлора-Гопкинсона - Баяндин, Юрий Витальевич; Билалов, Дмитрий Альфредович; Уваров, Сергей Витальевич (Вычислительная механика сплошных сред, 2020)
Представлена и подвергнута верификации математическая модель деформируемого твердого тела с мезоскопическими дефектами. Предложенные ранее определяющие соотношения позволяют описывать деформационное поведение типичных упруговязкопластических материалов (металлов и сплавов) в широком диапазоне скоростей деформаций, температур и напряжений. Разработаны и реализованы методики идентификации неизвестных параметров модели на основе решения ряда задач оптимизации с привлечением данных независимых экспериментов. При определении параметров наряду со сведениями из авторских экспериментов использовалась информация из литературных источников. Проведен эксперимент по высокоскоростному соударению с преградой цилиндрического образца в виде стержня (тест Тейлора-Гопкинсона) с регистрацией поля температуры в процессе деформирования. Полученные данные служили основой для верификации модели. Для сравнения проводились расчеты в трехмерной и осесимметричной постановках. Сформулированные краевые задачи решались численно методом конечных элементов. Выявлено, что численные и опытные результаты хорошо согласуются: совпадает форма стержня после соударения и измеренная температура (диссипация механической энергии при неупругом деформировании). Это свидетельствует об адекватности разработанной математической модели и говорит о возможности ее применения для решения задач механики деформируемого твердого тела как фундаментального характера, так и прикладных (инженерных). Проведен анализ эффективности распараллеливания вычислений. Показано, что при расчете на восьми ядрах можно получить ускорение до пяти раз. Это дает основание предположить, что при дальнейшем увеличении числа ядер (процессоров) такая тенденция сохранится.
Keywords: металлы; сплавы; динамическое нагружение; стержень Гопкинсона-Кольского; тест Тейлора; определяющие соотношения упруговязкопластичности