Метод фрактальных карт механизма адаптации структуры деформируемых твердых сред к внешним воздействиям в экстремальных технологиях

А.А. Оксогоев (Улан-Удэ)

Основой самоуправления экстремальных технологий является теория самоорганизованной критичности, из которой следует, что нелинейные открытые системы в точках неустойчивости (бифуркаций) в локализованной области сопряжены с динамическими явлениями переходов при реализации механизма закона обратной связи: устойчивость (термодинамическая самоорганизация (ТС)) – неустойчивость (динамическая самоорганизация (ДС)) – устойчивость (ТС)). В точках бифуркаций генерируется универсальная информация о свойствах среды, характеризующая структурные перестройки. Знание о механизме перестройки необходимо для тестирования критических параметров процесса в режиме с обострением по известным границам одной из стадий термодинамической самоорганизации и создания перспектив по прогнозированию и управлению технологической наследственностью деформируемых материалов. При этом ключевым параметром, составляющим предмет тестирования, является информация о мультифрактальных образованиях структур на различных масштабных уровнях как результат адаптации структуры (межзеренных границ) деформируемых тел к внешнему воздействию. С учетом типа перестройки структуры материала разработаны фрактальные карты механизма адаптации структур к внешним воздействиям в виде зависимости  или  соответственно для периодических и квазипериодических систем, где  - критерий вырождения, - порог хаотичности (однородности), - показатель предела нарушенной симметрии,  - критерий зарождения, q – момент порядка мультифрактального множества. На фрактальной карте выделены не только границы перехода от одного типа перестройки структур к другому, но и определены области механизмов адаптации: упругая адаптация, квазиупругая деформация, упруго - пластическая деформация, перколяция и рекристаллизация. Определены области перехода при структурных перестройках от зарождения к деградации (повреждаемости) материалов. Метод построения карты с выделением областей механизма адаптации структуры при внешних воздействиях, в частности, при скоростном изолированном соударении и виброупрочнении энергонесущим телом (потоком дробей) из стали поверхностного слоя Al-сплава при варьировании условий упрочнения от 200 до – 1500С, позволил установить точки бифуркаций, вблизи которых процессы перестройки структуры являются самоуправляемыми, т.е. контролируемыми минимумом производства энтропии, отвечающими оптимальности структурного состояния поверхностного слоя материала.