УПРУГОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗЕРЕН В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ
- Авторы: Шавшуков ВЕ1
- Учреждения:
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Выпуск: № 4 (2014)
- Страницы: 197-220
- Раздел: Статьи
- URL: https://ered.pstu.ru/index.php/mechanics/article/view/288
- DOI: https://doi.org/10.15593/perm.mech/2014.4.08
- Цитировать
Аннотация
Предложен метод решения проблемы упругого взаимодействия зерен в поликристаллах на основе теоретико-полевого подхода. В уравнениях краевой задачи теории упругости неоднородного тела, записанных в интегральной форме, производится декомпозиция решения для деформаций в кристаллитах на две части: 1) нулевое решение, соответствующее формальному отсутствию межзеренного взаимодействия, 2) часть, отвечающая за это взаимодействие. Нулевое решение учитывает внутризеренное взаимодействие деформаций. Межзеренное взаимодействие рассматривается как возмущение нулевого решения, или малый параметр задачи. Представление точного решения в виде бесконечного ряда теории возмущений (в теоретико-полевой терминологии) преобразует интегральное уравнение исходной краевой задачи в бесконечную последовательность зацепляющихся систем интегральных уравнений для поправок различных порядков к нулевому решению. Математически это аналогично ситуации при построении решений уравнений в теории многих взаимодействующих частиц в статистической физике (цепочка уравнений Боголюбова для многочастичных функций распределения) и квантовой теории взаимодействующих полей (цепочка уравнений Дайсона-Швингера для функций Грина полей). Пренебрежение неоднородностями деформаций в пределах индивидуального зерна (при учете различия деформаций в разных зернах) сводит бесконечную цепочку систем интегральных уравнений к бесконечной цепочке зацепляющихся систем линейных алгебраических уравнений, которые могут быть решены современными численными методами. Коэффициенты систем линейных уравнений зависят от формы и взаимного расположения зерен, то есть определяются микроструктурой материала. Учитывается взаимодействие как с ближайшими соседними зернами, так и с более удаленными. Получены численные оценки влияния межзеренного взаимодействия на поля деформаций в приближении ближайших соседей, заимствованного из квантовой теории конденсированного состояния.
Об авторах
В Е Шавшуков
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: shavshukov@pstu.ru
Список литературы
- Voight W. Lehrbuch der Kristalphysik. - Berlin, Teubner, 1928. - Р. 962.
- Reuss A. Berechnung der Fliebgrenze von Mischkristallenaut agrund der plastizitatsbedingung fur Einkristalle // Z. Angew. Math. und Mech. - 1929. - Vol. 9. - No. 1. - P. 49.
- Лифшиц И.М., Розенцвейг Л.Н. К теории упругих свойств поликристаллов // Журн. эксп. теор. физ. - 1946. - Т. 16, № 11. - С. 967-980.
- Лифшиц И.М., Розенцвейг Л.Н. Поправка к статье «К теории упругих свойств поликристаллов» // Журн. эксп. теор. физ. - 1951. - Т. 21, № 10. - С. 1184-1185.
- Handbook of Materials Modeling / Ed. Sidney Yip. - Springer, 2007. - 2965 р.
- Junior M., Neto E., Munoz-Rojas P. Advanced Computational Materials Modeling: From Classical to Multiscale Techniques. - WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA, 2010. - 450 p.
- Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: в 2 т. / Панин В.Е. [и др.]. - Новосибирск: Наука; Сиб. отделение, 1995. - Т. 1. - 297 с.; Т. 2. 317 с.
- Волков С.Д., Ставров В.П. Статистическая механика композитных материалов. - Минск: Изд-во Белорус. гос. ун-та, 1976. - 206 с.
- Богачев И.Н., Вайнштейн А.А., Волков С.Д. Статистическое металловедение. - М.: Металлургия, 1984. - 176 с.
- Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. - М.: Наука, 1977. - 400 с.
- Трусов П.В., Швейкин А.И. Теория пластичности. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. - С. 418.
- Новожилов В.В., Кадашевич Ю.И. Микронапряжения в конструкционных материалах. - Л.: Машиностроение, 1990. - 224 с.
- Ташкинов А.А., Шавшуков В.Е. Теоретико-полевой подход к описанию деформирования многокомпонентных поликристаллических материалов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2013. - № 4. - C. 86-97.
- Боголюбов Н.Н. Избранные труды по статистической физике. - М.: Наука, 1979. - 450 с.
- Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. - М.: Наука, 1979. - 527 с.
- Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Введение в теорию квантованных полей. - М.: Наука, 1984. - 597 с.
- Займан Дж. Модели беспорядка. - М.: Мир, 1982. - 591 с.
- Шавшуков В.Е. Распределение полей напряжений в поликристаллических материалах // Физическая мезомеханика. - 2012. - Т. 15, № 6. - C. 85-91.