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

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

[e-mail]

Задача компьютерного моделирования поведения материала на границах раз- дела является весьма актуальной в связи с особой ролью интерфейсов, которые яв- ляются самостоятельными двумерные подсистемы в твёрдом теле. Формирующие- ся на интерфейсах ротационные волновые потоки дефектов, описанные в [1] могут быть промоделированы только в рамках многоуровневых подходов с учётом пред- ставлений о пульсации плотности вещества и энергии с её локальной диссипацией [2].

В данной работе метод стохастических возбудимых клеточных автоматов (SECA, [3]) был объединен с методом автоколебательных клеточных автоматов (ACA). SECA обеспечивает моделирование эволюции напряжённо-деформиро- ванного состояния на мезоуровне с учётом зёренной структуры материала, ACA – моделирование потоков дефектов на микроуровне. Дефект рассматривается как особая «фаза» материала и является одним из состояний активного элемента. Мо- делировалась 3D поликристаллическая структура с покрытием в условиях нагрузки индентором (рис.1). Полученные результаты показывают формирование квазипе- риодического распределения дефектной структуры (рис. 1.в) в результате цикличе- ского накопления избытка массы, что влечёт за собой перестройку решётки и фор- мирование волнового потока дефектов.

а б в

Рис. 1. Численный эксперимент по моделированию нагружения индентором: а – распреде- ление эффективных напряжений в мелкозернистом слое; б, в – дефектная структура, обра- зующаяся вдоль 2D интерфейса в различные моменты времени.

Объединение 3D модели возбудимых клеточных автоматов и 2D модели ав- токолебательных клеточных автоматов на интерфейсах позволило обеспечить мно- гоуровневое моделирование потоков дефектов и растрескивания в виде специфи- ческого волнового процесса.

1. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Панин А.В. Физическая мезомеханика деформируемого твёрдого тела как многоуровневой системы. I. Физические основы многоуровневого подхода.// Физическая мезомеханика. - 2006. - Т.9. - №3. - С. 9-22.

2. Си Дж.С. Мезомеханика взаимодействия энергии и массы в диссипативных системах

//Физическая мезомеханика. - 2010. - Т.13. - №5. - С. 27-40.

3. Панин В.Е., Моисеенко Д.Д., Максимов П.В., Панин А.В. Физическая мезомеханика деформируемого твёрдого тела как многоуровневой системы III. Неупругий предвест- ник зарождения пластического сдвига. // Физическая мезомеханика. – 2006. – Т. 9. –

№5. – С. 5-16.

Дата добавления: 2017-01-14