Исследование процессов сложного нагружения методами прямого моделирования поведения поликристалла на мезоуровне

В.Н. Ашихмин (Пермь)

Методы прямого моделирования упругопластического поведения на мезоуровне находят все большее применение для исследования различных поликристаллических материалов. В данной работе исследовались особенности поведения модельного поликристалла при сложном нагружении. Задача моделирования рассматривалась в двумерной постановке. В качестве материала зерна использовался плоский гексагональный кристалл. Ориентация кристаллографических осей материала зерен принималась случайной, подчиненной равномерному распределению. Численная реализация модели осуществлялась с использованием метода конечных элементов.

В работе рассмотрены особенности деформирования представительного объема поликристалла при сложном нагружении. Исследовано влияние упругопластических свойств материала зерна на макроскопический предел текучести и упрочнение поликристалла, на вид диаграммы нагружения, предложен эстафетный механизм деформирования поликристалла на мезоуровне. Показано, что в процессе упругопластического деформирования в поликристалле на мезоуровне вследствие неоднородности упругопластических свойств образуется жесткий каркас. В процессе нагружения несущие возможности каркаса могут быть исчерпаны, что приводит к разрушению старого и формированию нового каркаса. На диаграмме нагружения подобные смены каркаса приводят к появлению участков с различным модулем упрочнения.

Отдельно в работе исследованы форма поверхности текучести и ее изменение в процессе нагружения. Рассматриваются вопросы, связанные с эволюцией поверхности текучести и с особенностями эффекта Баушингера в зависимости от истории и вида нагружения.