Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Максимов П.В., Моисеенко Д.Д., Ирискина Е.Н., Куприянов С.Н., Панин В.Е




Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия,

mpv@ispms.tsc.ru

 

На основе метода стохастических возбудимых клеточных автоматов (Stochastic Excitable Cellular Automata — SECA) промоделирована термическая рекристаллизация при сварке с учётом влияния частиц на межзёренных границах. Анализ численных экспериментов позволил дать рекомендации об оптимальной структуре образца.

В рамках SECA-метода исследуемый образец представляется в виде системы взаимодействующих элементарных объёмов, каждый из которых моделируется с помощью клеточного автомата. В процессе сварки происходит распределение теп- ловой и механической энергии, а также движение межзёренных границ в материа- ле, поэтому в качестве инструмента моделирования был выбран возбудимый кле- точный автомат.

Возбудимый автомат способен совершать ряд последовательных переключе- ний состояний в результате внешнего воздействия. Каждый автомат обладает чи- словыми параметрами, характеризующими материал, содержащийся в моделируе- мом объёме пространства, такими как модуль упругости, модуль сдвига, плотность вещества, плотность дислокаций, удельная теплопроводность, удельная теплоём- кость, коэффициент температурного расширения и др. На каждом шаге по времени клеточный автомат обменивается тепловой и механической энергией с соседями на первой координационной сфере, при этом изменяются такие параметры автомата, как температура, напряжение, деформация и др.

В рамках предлагаемой модели рекристаллизации движущим фактором роста зерна является разница значений температур на границе зёрен: чем больше эта раз- ница, тем выше скорость движения границы. При этом значение скорости прямо пропорционально величине подвижности границы, которая экспоненциально убы- вает с ростом энергии активации границы. Энергия активации зависит от типа ма- териала и является возрастающей функцией угла разориентации зёрен по разные стороны от границы. Если величина этого угла превышает 15 градусов, то подвиж- ность границы становится равной 0, т.е. граница становится неподвижной. Помимо этого, в модели учитывается эффект межзёренных частиц, которые снижают ско- рость рекристаллизации посредством обусловленных ими сил Зинера, противодей- ствующих движению границ зёрен.

Проведена серия численных экспериментов, направленных на исследование влияния теплового удара и межзёренных частиц на скорость изменения общего числа и среднего размера зёрен. Имитировались тепловой удар по верхней грани и водяное охлаждение нижней грани образца, при этом боковые грани не пропускали энергию. Результаты численных экспериментов позволили сделать вывод о поло- жительном влиянии наноструктурированного поверхностного слоя и межзёренных частиц на поведение исследуемых материалов.


МНОГОУРОВНЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТОКОВ ДЕФЕКТОВ И ЗАРОЖДЕНИЯ МИКРОТРЕЩИН НА ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 26; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.80.111.72
Генерация страницы за: 0.091 сек.