Балохонов Р.Р.   Романова В.А.   Бакеев Р.А.   Шваб Е.А.  

Динамика деформирования и разрушения материалов с покрытиями. Численное моделирование

Докладчик: Балохонов Р.Р.

Проведен анализ механизмов деформации и разрушения стали с боридным покрытием. Краевая динамическая задача о плоской деформации решается численно методом конечных разностей. Сложная геометрия границы раздела «покрытие–подложка» учитывается в расчетах явно. Для описания механической реакции стальной основы и боридного покрытия используются релаксационное определяющее уравнение на основе дислокационных механизмов  и критерий разрушения типа Губера. Проведены серии численных экспериментов по растяжению и сжатию материала с покрытием при различных скоростях нагружения. Показано, что при любом виде внешнего нагружения, трещины преимущественно зарождаются в областях растяжения и распространяются под действием растягивающих нагрузок. При растяжении и сжатии трещины зарождаются в различных местах и распространяются в различных направлениях. Установлено, что чем выше скорость сжатия, тем менее интенсивно разрушено покрытие. Связано это с развитым пластическим течением в стальной подложке. Прочность композита при сжатии экспоненциально зависит от скорости нагружения. Исследовано влияние толщины покрытия. Показано, что для данной структуры и свойств материалов, оптимальной является толщина покрытия в 2ё2.5 раза превышающая шероховатость границы раздела «покрытие-подложка», которая может быть связана с шероховатостью поверхности первоначального изделия без покрытия. Данный вывод может быть использован при выборе оптимальной толщины покрытия.
Работа выполнена при поддержке Президента РФ (гранты МД-202.2011.8, МД-6370.2010.1), Российского фонда фундаментальных исследований (проект 10-08-00084-а) и Российской академии наук (проект № 11.1).


К списку докладов