РОТАЦИОННЫЕ МОДЫ ДЕФОРМАЦИИ ПОРИСТЫХ СТРУКТУР

Аннотация


Рассматривается процесс деформации и потери устойчивости течения при деформации пористой структуры на основе алюминия с высокой концентрацией пор. Исходным материалом служил порошок из сплава АМг6 с размером частиц менее 1 мм. Проводились испытания на сжа- тие со средней скоростью 1 мм/мин. Нагружение при температуре T = 293К осуществлялось до определенной деформации, затем испытания останавливались, и образец фотографировался. Анализируются ротационные моды пластического течения и их связь с началом процесса разру- шения. Для этого выделяются реперные точки - стыки пор и определяется их траектория в про- цессе нагружения. Была установлена важная роль неоднородного поворота, связанного с сильной неоднородностью пористой структуры. Неоднородный поворот в окрестности крупной централь- ной поры ведет к схлопыванию двух соседних пор и последующему разрушению. Феноменология процесса такова: неоднородный поворот в окрестности крупной центральной поры приводит к схлопыванию двух крупных и одной поры среднего размера. Это вращение «тянет» за собой перемещение смежных с ними двух мелких пор и т.д. Концентрация крупных пор (в 3-5 раз больше среднего размера) мала 10-2; их статистика лежит на так называемых «хвостах распре- делений» - областях, где статистические методы малоэффективны: не выполняются предель- ные неравенства и теоремы теории вероятности. Эти области определяют в конечном счете мо- мент потери устойчивости и разрушения пористой структуры. Наличие малого количества круп- ных пор снижает предельную деформацию на 10-15 % и энергоемкость структур на 25-35 %.

Об авторах

А М Авдеенко

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Email: aleksei-avdeenko@mail.ru
119991, г. Москва, Ленинский пр., 4

Ю А Крупин

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Email: krupin@misis.ru
119991, г. Москва, Ленинский пр., 4

Н А Пименова

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Email: rhegby29@yandex.ru
119991, г. Москва, Ленинский пр., 4

Список литературы

  1. Microcalcifications of breast cancer and atypical cystic lobules associ- ated with infiltration of foam cells expressing osteopontin / T. Oyama, T. Sano, T. Hikino, Q. Xue // Virchows Arch. - 2002. - Bd. 440. - Р. 267-273.
  2. Andrews E., Sanders W., Gibson L.J. Compressive and tensile be- haviour of aluminium foams // Material Science and Engineering A. - 1999. - Vol. 270. - Р. 113-124.
  3. Size effects in ductile cellular solids. Part II: experimental results / E.W. Andrews, G. Gioux, P. Onck, L.J. Gibson // International Journal of Mechanical Sciences. - 2001. - Bd. 43. - Р. 701-713.
  4. Gupta N., Dung D. Luong, Cho Kyu Magnesium Matrix Composite Foams-Density // Mechanical Properties and Applications Metals. - 2012. - Vol. 2. - Р. 238-252.
  5. Compressive characteristics of A356 fly ash cenosphere composites synthesized by pressure infiltration technique / P.K. Rohatgi, J.K. Kim, N. Gupta, S. Alaraj, A. Daoud // Compos. A. Appl. Sci. Manuf. - 2006. - Vol. 37. - Р. 430-437.
  6. Digital Image Correlation technique applied to mechanical characterisation of aluminium foam / M. De Giorgia, S. Giancane, R. No- bile, F. Palano // EPJ Web of Conferences 6. - 2010. - 31004. - Р. 1-8, available at: http://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2010/05/ epjconf_ICEM14 _31004.pdf.
  7. Finite Element Modelling of Orthopaedic Implants using Metal Foam / G.L. Mancoa, K. Dattab, J. Williamc, T. Momend, D. Umbrelloa, Gagliardia // SIMULIA Customer Conference - 2011. - P. 1-15, avail- able at: http://www.simulia.com/forms/world/pdf2011/Manco.pdf.
  8. Tagliavia G., Porfiri M., Gupta N. Elastic interaction of interfacial spherical-cap cracks in hollow particle filled composites // Int. J. Solids Struct. - 2011. - Vol. 48. - Р. 1141-1153.
  9. Marchi C.S., Mortensen A. Deformation of Open-Cell Aluminum Foam // Acta Mechanica. - 2001. - Vol. 49. - Р. 3959-3969.
  10. Kennedy A.R. The effect of TiH2 heat treatment on gas release and foaming in Al-TiH2 performs // Scripta Materiali. - 2002. - Vol. 47. - Р. 763-767.
  11. High strain rate compressive characterization of aluminum al- loy/fly ash cenosphere composites / D. Luong, N. Gupta, A. Daoud, P. Ro- hatgi // JOM. - 2011. - Vol. 63. - Р. 53-56.
  12. Koudelka P., Jiroušek O., Valach J. Determination of mechanical properties of materials with complex inner structure using microstructural models // MTM - Machines, Technologies, Materials. International virtual journal for science, technics and innovations for the industry. - 2011. - Vol. 5. - Р. 39-42, available at: http://mech-ing.com/journal/3-2011.html.
  13. Xinzhu W., Guangtao Zh. The Static Compressive Behavior Of Alu- minium Foam // Rev. Adv. Mater. Sci. - 2013. - Vol. 2. - Р. 316-321.
  14. Авдеенко А.М., Мельниченко А.С., Филиппова В.Б. Мезоме- ханика деформации пористых структур // Физическая мезомеханика. - 2003. - № 4. - С. 10-15.
  15. Авдеенко А.М., Крупин Ю.А. Влияние статистических харак- теристик распределения армирующих частиц на условия разрушения композиционного материала // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2002. - Т. 8, № 1. - С. 97-102.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 162

PDF (Russian) - 52

Cited-By


PlumX


© Авдеенко А.М., Крупин Ю.А., Пименова Н.А., 2014

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах