Введение
1. Математическое моделирование явлений переноса при поверхностной обработке и соединении материалов с использованием высокоэнергетических источников 7
1.1 Общие представления о способах обработки материалов 7
1.2 Моделирование теплофизических процессов при обработке и соединении материалов 14
1.3 Моделирование изотермической диффузии в твердых средах и сопутствующих явлений 21
1.4 Механические напряжения, сопровождающие процесс обработки 28
1.5 Совмещенные модели 32
1.6 Проблемы численного моделирования 33
1.7 Заключение 35
2. Общая формулировка задачи 41
2.1 Система связанных уравнений тепло- и массопереноса 41
2.2. Потоки тепла и массы 46
2.3 Замыкание задач тепло- и массопереноса 48
2.4 Основные уравнения теории термо- и массоупругости 50
2.5 Возможные упрощения 53
3. Алгоритм численного решения задач неизотермической диффузии 56
3.1 Прототип алгоритма 56
3.2 Использование разных сеток для описания разных физических процессов 58
3.3 Заключение 69
4. Одномерные задачи о формировании переходных диффузионных зон 70
4.1 Остывание наплавленного покрытия 70
4.1.1. Математическая постановка задачи 71
4.1.2. Анализ численных результатов 74
4.2 Обработка системы металл-покрытия импульсным потоком электронов 76
4.2.1. Математическая постановка задачи 76
4.2.2 Результаты численного исследования модельной задачи 78
4.3. Перераспределение температуры и концентраций в системе «медное покрытие - железная подложка» при импульсной электронно-лучевой обработке 81
4.4 Оценка напряжений 85
4.4.1 Анализ численных результатов 91
4.5 Заключение 99
5. Численное исследование формирования переходных зон в процессе бомбардировки нитридного покрытия комбинированным потоком ионов 100
5.1 Математическая постановка задачи 101
5.1.1 Алгоритм численного решения и оценка параметров 107
5.1.2 Некоторые результаты численного исследования модели 113
5.2 Оценка напряжений 117
5.2.1 Анализ численных результатов 122
5.3 Заключение 126
6. Формирование переходных зон при обработке гетерогенного материала 127
6.1 Математическая модель процесса электронно-лучевой обработки 128
6.1.1. Задача теплопроводности 128
6.1.2. Подзадача для частиц 131
6.2 Результаты численного исследования задачи 134
6.3 Растворение частиц Оценка механических напряжений в зоне обработки
6.4 гетерогенного материала 142
6.5 Анализ численных результатов 145
7 Трехмерная модель электронно-лучевой обработки поверхности материала с покрытием с учетом усадки порошкового слоя 150
7.1 Постановка задачи 150
7.2 Неподвижный источник 155
7.3 Движущийся источник 160
Основные результаты и выводы 178
