Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

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

Численный анализ механизмов деформации и разрушения материалов с покрытиями на мезоуровне

Докладчик: Балохонов Р.Р.

     В работе исследуются процессы деформации и разрушения стали с боридным покрытием. Краевая динамическая задача решается численно методом конечных разностей в постановке плоской деформации. Для описания механической реакции стальной основы и боридного покрытия используются релаксационное определяющее уравнение на основе дислокационных механизмов [1, 2] и критерий разрушения типа Губера соответственно. Проведены серии численных экспериментов растяжения и сжатия материала с покрытием при различных скоростях нагружения. Исследовано влияние толщины покрытия на прочность композита.
     Результаты моделирования позволяют сделать следующие выводы.
1. 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 [3].
2. Прочность композита экспоненциально зависит от скорости нагружения при сжатии, что связано с развитым пластическим течением в стальной подложке, и слабо меняется при растяжении. Чем выше скорость нагружения, тем менее интенсивно разрушено покрытие при сжатии, и тем более интенсивно при растяжении.
3. Для данной структуры и свойств материалов оптимальной является толщина покрытия, в 2-2.5 раза превышающая характерный размер неровности границы раздела «покрытие-подложка» [4]. Неровность границы раздела может быть связана с шероховатостью поверхности изделия, на которое наносится покрытие.

1. Балохонов Р.Р., Романова В.А. Численное моделирование термомеханического поведения сталей с учетом распространения полос Людерса // Прикладная механика и техническая физика. – 2007. – N5. – С. 145–156.
2. Balokhonov R.R., Romanova V.A., Schmauder S. Finite-element and finite-difference simulations of the mechanical behavior of austenitic steels at different strain rates and temperatures. Mechanics of Materials, 41 12 (2009) 1277–1287.
3. R.R. Balokhonov, V.A. Romanova The effect of the irregular interface geometry in deformation and fracture of a steel substrate–boride coating composite. International Journal of Plasticity, 25 11 (2009) 2225–2248.
4. R. R. Balokhonov, V. A. Romanova Influence of the coating thickness on strength of the coating–base material composite. Numerical simulation. Composites: Mechanics, Computations, Applications, 1 1 (2010) 1–13.

Файл тезисов: Balokhonov_Abstract.doc
Файл с полным текстом: Balokhonov_full.pdf


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск