Скрипняк Е.Г.   Скрипняк Н.В.   Скрипняк В.А.   Скрипняк В.В.   Ваганова И.К.  

Многоуровневое моделирование механического поведения гетерогенной хрупкой керамики при динамическом нагружении

Докладчик: Скрипняк В.А.

В данной работе подход вычислительной механики материалов был применен для исследования механизмов деформации и накопления повреждения в хрупкой керамике при динамическом нагружении.  Для моделирования механического поведения структурированной нанокерамики и керамических композитов был использован многоуровневых метод. Вычислительные модели структурированных представительных объемов (SRVE) керамических композитов были разработаны, с использованием данных микроскопических исследований структуры материалов на мезо-, микро- и наноструктурных уровнях.
Представлены результаты численного моделирования импульсных воздействий на модельные структурированные представительные объемы материалов.
Показано, что изолированные микро - и мезо - трещины могут зарождаться в керамических композитах при воздействии ударных импульсов с амплитудами, меньшими предела упругости Гюгонио. Критическое напряжение разрушения на мезоскопическом уровне зависит не только от концентрации пор и упрочняющих частиц, но и размеров соответствующих структурных элементов. Зарождение локальных повреждений, активация полос локализованной деформации и процесс самоорганизации микроповреждений в представительном объеме  наблюдаются в структурированной керамике при высокоскоростной деформации. Результаты моделирования показали, что величина предела упругости Гюгонио и кинетика повреждения керамики при динамическом нагружении зависят от объемной концентрации наночастиц и наличия кластеров нанопор.