Введение
Глава 1. Межчастичные взаимодействия в оксидных нанопорошках 25
1.1 Традиционное описание контактных взаимодействий 27
1.2 Стержневая модель упругого отталкивания сферических частиц 30
1.3 Тангенциальное взаимодействие прижатых частиц
1.3.1 Обобщение закона Миндлина 35
1.3.2 Решение Егера для задачи о вращении прижатых частиц
1.4 Образование прочных связей 42
1.5 Притяжение сферических частиц посредством дисперсионных сил 46
1.6 Учет эффекта запаздывания в дисперсионном притяжении частиц
1.6.1 Межмолекулярный потенциал 52
1.6.2 Обобщение формулы Гамакера 55
1.7 Выводы к Главе 1 58
Глава 2. Моделирование процессов компактирования методом гранулярной динамики 60
2.1 Методика расчетов 62
2.2 Алгоритмы генерации начальных структур
2.2.1 "Гравитационный" и "коллоидный" способы 66
2.2.2 "Кластерный" способ 71
2.3 Результаты двумерных компьютерных экспериментов 75
2.3.1 Одноосное сжатие модельной ячейки 75
2.3.2 Выделение упруго-обратимого вклада
2.4 Одноосное прессование порошка 86
2.5 Сопоставление одноосного, двухстороннего и всестороннего процессов прессования з
2.6 Сдвиговое деформирование при постоянном объеме 93
2.7 Поверхности нагружения модельных систем
2.7.1 Выделение "упруго-обратимого" вклада 100
2.7.2 Аппроксимационные формулы для поверхностей нагружения 102
2.8 Выводы к Главе 2 104
Глава 3. Континуальное описание порошкового тела 107
3.1 Основные положения теории пластично уплотняемого пористого тела 109
3.2 Объекты исследования 111
3.3 Построение эмпирических законов упрочнения 112
3.4 Осесимметричное радиальное уплотнение порошкового тела 114
3.5 Упругое противодействие проводящей оболочки 118
3.6 Сопоставление с экспериментальными данными 120
3.7 Недостатки теории пластично-упрочняющегося тела
1 3.7.1 Симметрия поверхности нагружения 123
3.7.2 Ассоциированный закон 125
3.8 Выводы к Главе 3 128
Глава 4. Одноосное компактирование нанопорошков на магнитно-импульсном прессе 129
4.1 Экспериментальное оборудование 131
4.2 Математическая модель процесса 132
4.3 Влияние параметров прессования на конечную плотность компакта и эффективность процесса 139
4.4 Возможные способы значительного повышения эффективности одноосного прессования 144
4.5 Ударно-волновой режим компактирования
1 4.5.1 Индукционное ускорение свободного ударника 150
4.5.2 Модель ударно-волнового уплотнения гранулированной среды 153
4.5.3 Уплотнение гранулированной среды ударной волной малой амплитуды 158
4.6 Уплотнение гранулированного материала серией ударных волн малой амплитуды 163
4.6.1 Описание состояний порошка в пластичной и упругой областях 164
4.6.2 Модель ударно-волнового уплотнения гранулированной среды 166
4.6.3 Максимальное уплотнение при многократном ударном воздействии 171
4.6.4 Результаты расчетов и обсуждение 174
4.7 Выводы к Главе 4 176
Глава 5. Радиальное компактирование нанопорошков в проводящих оболочках 179
5.1 Закономерности динамических процессов радиального уплотнения нанопорошков 181
5.1.1 Динамика проводящей оболочки 181
5.1.2 Динамика уплотняемого порошкового тела 182
5.1.3 Влияние радиальных размеров системы "порошок + оболочка" на процесс уплотнения порошка 184
5.1.4 Влияние параметров импульса внешнего давления на процесс уплотнения порошка 189
5.2 Радиальное магнитно-импульсное прессование в условиях резко выраженного
скин-эффекта 197
5.2.1 Динамика электрического контура 197
5.2.2 Сопоставление с экспериментальными данными 201
5.2.3 Компактирование тонкостенных цилиндрических заготовок 207
5.2.4 Повышение эффективности схемы Z-пинча за счет параметров электрического контура 212
5.3 Учет диффузии магнитного поля в геометрии -пинча 214
5.3.1 Расширение цилиндрической оболочки магнитным полем внешнего индуктора 215
5.3.2 Расслоение биметаллического цилиндра в импульсном магнитном поле 220
5.3.3 Теоретическая модель компактирования порошка 224
5.3.4 Верификация теоретической модели 234
5.3.5 Теоретические расчеты и обсуждение 239
5.4 Выводы к Главе 5 245
Заключение 248
Благодарности 252
Список публикаций автора по теме диссертационной работы 253
Список литературы
