Введение
Глава 1. Накопление и диссипация энергии в металлах. Экспериментальные исследования и теоретические модели
1.1. Коллективные эффекты в ансамбле дислокаций. Накопление энергии в твёрдых телах (Основные факторы, влияющие на процесс накопления энергии в телах) 26
1.1.1. Влияние предварительной истории деформирования на процесс накопления энергии 30
1.1.2. Влияние температуры деформирования на процесс накопления энергии 31
1.1.3. Влияние начального размера зерна на процесс накопления энергии 34
1.1.4. Исследование процесса накопления энергии в монокристаллах 36
1.1.5. Влияние скорости деформирования на процесс накопления энергии 40
1.2. Теоретические модели диссипации и накопления энергии при пластической деформации и разрушении 41
1.2.1. Накопление энергии в ансамбле дислокаций 44
1.2.2. Накопление энергии в границах зерен 48
1.2.3. Некоторые современные модели пластического деформирования металлов 49
1.3. Современные экспериментальные методы мониторинга диссипации энергии в металлах при различных условиях деформирования 55
1.3.1. Экспериментальное исследование процесса накопления энергии при квазистатическом деформировании 56
1.3.2. Экспериментальное исследование процесса накопления энергии при динамическом деформировании 59
1.3.3. Экспериментальное исследование процесса накопления энергии при циклическом деформировании 66
1.3.4. Экспериментальное исследование процесса накопления энергии при распространении трещин 72
1.4. Практическое применение мониторинга энергии в конструкционных материалах 74
Выводы 75
Глава 2. Статистическая модель эволюции ансамбля мезодефектов, универсальные закономерности накопления энергии в металлах. Пластическая и структурная деформации
2.1. Термодинамическое описание процессов пластического деформирования и разрушения. Кинетические уравнения для параметра плотности микродефектов 79
2.2. Кинетика ансамбля микродефектов. Основные реакции твёрдого тела на рост дефектов 84
2.3 Макроскопические определяющие соотношения для твёрдых тел с дефектами. Феноменологический подход 95
2.4. Структурно-скейлинговые переходы в ансамбле мезодефектов. Нелинейные закономерности перехода от дисперсного к макроскопическому разрушению 100
2.4.1 Закономерности перехода от дисперсного к макроскопическому
разрушению при распространении трещин в квазихрупких материала.. 106
2.4.2 Закономерности локализации деформации при пластическом
деформировании металлов 110
2.5 Диссипация и накопление энергии в металлах. Особенности диссипации энергии в субмикрокристаллическом состоянии 115
Выводы 118
Глава 3. Численное моделирование диссипации и накопления энергии при квазистатическом, циклическом и динамическом деформировании металлов Введение 121
3.1 Моделирование процесса динамической стохастичности при распространении трещин 123
3.2 Моделирование процессов накопления и диссипации энергии в процессе однородного деформирования стали 316L (03Х17Н14М) 144
3.3 Моделирование распространения диссипативных волн при упруго-пластическом переходе 148
3.4 Моделирование диссипации и накопления энергии при циклическом деформировании металлов. Диссипации энергии в вершине усталостной трещины 153
3.5 Моделирование динамического поведения ансамбля мезоскопических дефектов 157
3.5.1 Моделирование распространения пластических волн 157
3.5.2 Моделирование распространения волн разрушения 163
Выводы 170
Глава 4. Разработка методов мониторинга микроповреждений в металлах Введение 172
4.1 Методы мониторинга эволюции структуры материала 173
4.1.1 Метод инфракрасной термографии 174
4.1.2 Метод акустической эмиссии 178
4.1.3 Метод трёхмерной профилометрии 181
4.2 Классификация и методы мониторинга термических предвестников разрушения при циклическом деформировании 182
4.2.1 Условия проведения экспериментов 182
4.2.2 Термические предвестники разрушения (изменение пространственных корреляций в поле температур) 185
4.2.3 Термические предвестники разрушения (генерация старших гармоник в поле температур) 197
4.2.4 Структурные предвестники разрушения 208
4.3 Масштабно-инвариантные закономерности накопления дефектов в хрупких и пластичных материалах. 211
4.4 Иерархическая модель разрушения материала. Оценка степени влияния информации на неопределённость статистических оценок времени разрушения 221
Выводы 238
Глава 5. Исследование процессов накопления и диссипации энергии в металлах (на примере армко-железа)
Введение 240
5.1 Упруго-пластический переход в армко-железе,, диссипативные волны локализации пластической деформации 241
5.1.1 Описание условий эксперимента 241
5.1.2 Исследование процесса диссипации энергии в армко-железе методом инфракрасного сканирования 244
5.1.3 Восстановление распределения источников тепла по данным инфракрасного сканирования 248
5.1.4 Структурные исследования поверхности армко-железа после распространения диссипативных волн 252
5.1.5 Алгоритм расчёта скорости накопления энергии при квазистатических испытаниях 257
5.2 Экспериментальное исследование диссипации энергии в армко-железе
при циклическом деформировании 262
5.2.1 Разработка экспериментальной установки 262
5.2.2 Результаты экспериментов 270
5.3 Диссипация и накопление энергии в армко-железе при динамическом нагружении 277
Выводы 289
Глава 6. Исследование аномалий процессов накопления и диссипации энергии в объёмных субмикрокристаллических металлах
6.1 Особенности субмикрокристаллического состояния металлов 294
6.2 Методы получения объёмных нано и субмикрокристаллических материалов 298
6.3 Экспериментальное исследование диссипации энергии в титане с различным размером зерна при квазистатическом деформировании 303
6.4 Экспериментальное исследование диссипации энергии в титане с различным размером зерна при динамическом деформировании 309
6.5 Экспериментальное исследование диссипации энергии в титане с
различным размером зерна при циклическом деформировании 321
Выводы 330
Заключение 334
Литература
