Смолин И.Ю.   Евтушенко Е.П.   Еремин М.О.   Макаров П.В.  

Численное моделирование структуры и механического поведения хрупких пористых материалов

Докладчик: Смолин И.Ю.

Представлены подходы компьютерного моделирования структуры порового пространства и деформирования построенных мезообъемов модельных пористых материалов. В качестве примера основное внимание уделено пористой керамике из диоксида циркония, хотя развитые подходы применимы и к другим пористым природным и искусственным материалам.
Для моделирования структуры в явном виде использованы два вида морфологии порового пространства: перекрывающиеся сферические поры и перекрывающиеся сферические тела. Разработанные алгоритмы позволяют строить псевдослучайные структуры выбранных морфологий с заданным значением общей пористости и среднего размера пор.
Численное исследование механического поведения модельных хрупких пористых материалов вплоть до их разрушения основано на развиваемом авторами эволюционном подходе к моделированию неоднородных материалов и сред. Определяющие нелинейные соотношения описывают накопление повреждений и их влияние на деградацию прочностных свойств каркаса. Скорость накопления повреждений зависит от вида напряженного состояния, что обеспечивает разную прочность материала в условиях растяжения и сжатия.
В расчетах получено, что усредненная диаграмма нагружения является чувствительной не только к значению пористости, но и к морфологии пористой структуры. Обсуждено влияние средней пористости и типа морфологии на эффективные упругие модули, пределы прочности пористых материалов и на особенности развития поврежденности в каркасе.


К списку докладов