ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ
МЕТОДОВ ТЕОРИЙ КАЛИБРОВОЧНЫХ ПОЛЕЙ И СПИНОРОВ
В ПРОСТРАНСТВЕ АФФИННОЙ СВЯЗНОСТИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
НОВЫХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ ВЯЗКОХРУПКОГО
РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР И АКТИВНЫХ СРЕД, В ТОМ ЧИСЛЕ С УЧЕТОМ
СЕГРЕГАЦИИ ПРИМЕСЕЙ ПО ГРАНИЦАМ ЗЕРЕН

Координатор: акад. Ларионов В. П.

Исполнители: ИФТПС, ИФПМ, ИТПМ СО РАН, ФТИ ЯГУ

Проведенное экспериментальное и численное моделирование позволило выделить общие для материалов с иерархической внутренней структурой зависимости локальной прочности на различных структурных уровнях деформации. Разработан метод количественной оценки поврежденности материалов с гетерогенной структурой, основанный на анализе характеристик мультифрактального спектра поверхности.

Выведены теоретико-групповые основы релятивистской калибровочной теории дефектов сплошных сред и основные уравнения релятивистской теории упругости; показана калибровочная инвариантность полученных уравнений теории дефектов.

На основе калибровочной теории дислокаций и теории растворов точечных дефектов построена математическая модель ползучести металлов. Модель учитывает мезоуровень деформации и диффузионное взаимодействие между дислокациями и точечными дефектами

Экспериментально методами зондовой микроскопии и мультифрактального анализа показана возможность количественного определения поверхностной поврежденности материала (на образцах из сталей 14Х2ГМР и экспериментального состава) как критерия приближения материала к своему предельному состоянию.

Предложен комплексный подход, основанный на вероятностных и стохастических методах расчета, для оценки и обоснования ресурса объектов, выработавших свой расчетный ресурс. Подход основан на применении современных методов теории надежности и теории накопления случайных повреждений.

На основе использования современных экспериментальных методов, таких как туннельная сканирующая микроскопия поверхности in situ, оптическая и зондовая фрактография, микроструктурный и рентгеновский дифракционный анализ, оптикотелевизионный анализ деформации поверхности, дано теоретическое обоснование и разработан алгоритм связного моделирования неравновесных физико-химических и механических процессов, происходящих в гетерогенных материалах при комбинированном силовом, температурном и коррозионно-химическом воздействии (см. рисунок).

Общая схема исследований (а) и примеры количественной оценки эволюции поврежденности при деформировании методом анализа мультифрактального спектра трехмерного изображения поверхности, полученного методом сканирующей туннельной микроскопии (ґ16384) (б), моделирования образования, роста и коалесценции малых трещин (в).

Figure. The principal scheme of the researches (а) and examples of the quantitative estimation of the damage evolution during the deformation process by multifractal specter analysis of the 3D-image of the surface. The image was obtained by the electron scanning tunneling microscopy (STM) (magnification ґ16384) (б), and modeling of nucleation, growth and coalescence of small cracks (в).

Список основных публикаций

  1. Степанов В. Е. Спинорный подход в калибровочной теории дефектов сплошных сред// Наука и образование. 2001. № 4. С. 120—126.

  2. Лепов В. В., Ларионов В. П., Алымов В. Т. Новые подходы к оценке предельного состояния конструкций// Там же. № 3. С. 36—42.

  3. Петров В. Н., Лепов В. В., Семенов Х. Н., Ларионов В. П. Критерий трещиностойкости при комбинированном нагружении// Заводская лаборатория. 2001. № 10. С. 50—55.

  4. Архангельская E. A., Лепов В. В., Ларионов В. П. Связная модель замедленного разрушения повреждаемой среды// Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, № 5. С. 1—7.

  5. Лепов В. В., Лепова К. Я., Алымов В. Т., Ларионов В. П. Стохастическое моделирование разрушения гетерогенной повреждаемой среды// Там же. 2002. T. 5, № 2. С. 23—41.

  6. Петров В. Н., Лепов В. В., Семенов Х. Н., Ларионов В. П. Разработка энергетического критерия трещиностойкости для случая комбинированного нагружения// Там же. 2002. T. 5, № 4. C. 67—72.

  7. Семенов Х. Н., Лепов В. В., Петров В. Н., Находкин М. Г. Исследование механизмов хрупкого разрушения при статико-динамическом нагружении// Наука и образование. 2002. № 4.
    (в печати).

  8. Архангельская Е. А., Лепов В. В., Алымов В. Т., Ларионов В. П. Численное моделирование разрушения повреждаемой среды под действием водорода// Вычислительные технологии. 2002. Т. 7, № 4. С. 156—161.

  9. Лепов В. В., Лепова К. Я., Алымов В. Т., Ларионов В. П. Стохастическая многоуровневая модель процесса разрушения// Там же. С. 220—224.

  10. Лепов В. В., Алымов В. Т., Ларионов В. П. Стохастическое моделирование разрушения дефектной среды: иерархия предельных состояний// Материаловедение. 2003. № 2. (в печати).

  11. Архангельская Е. А., Лепов В. В., Ларионов В. П. Роль дефектов в развитии замедленного разрушения повреждаемой среды под действием водорода// Там же. № 3. (в печати).

  В оглавление Далее