О взаимосвязи микро- и макроструктурных параметров пластической деформации при сжатии щелочно-галоидных кристаллов
Исследование макроскопической локализации пластической деформации. Анализ образования системы эквидистантно расположенных очагов макролокализации деформирования на стадиях линейного деформационного упрочнения в металлических материалах при растяжении.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.10.2018 |
| Размер файла | 74,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
О ВЗАИМОВЯЗИ МИКРО - И МАКРОСТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ СЖАТИИ ЩГК.
Надежкин М.В.
Баранникова С.А.
Исследование макроскопической локализации пластической деформации в [1] проводилось на металлических ГЦК, ОЦК и ГПУ моно- и поликристаллах при одноосном растяжении. В продолжение исследований возникает необходимость изучения процессов макролокализации деформации на неметаллических образцах, а именно - щелочно-галоидных кристаллах, механические свойства которых хорошо изучены и, используемых в качестве модельных материалов для построения теории прочности и пластичности.
Образцы ЩГК выкалывались из монокристаллических буль по плоскостям спайности и деформировались сжатием на универсальной испытательной машине -«Instron-1185» при 300 K, вдоль длинной оси образца [001] со скоростью 1.6·10-6 м/с. Исследования параметров локализации деформации проводились с помощью метода двухэкспозиционной спекл-фотографии, заключающегося в вычислении полей векторов перемещений r(x;y) на поверхности нагружаемого образца и последующем численном дифференцировании по координатам x и y для определения продольных еxx, поперечных еyy, сдвиговых еxy и поворотных щz компонент тензора пластической дисторсии вij = r(x, y). Получаемые количественные данные по распределению компонент локальных деформаций позволяют проследить кинетику деформирования материала от начала нагружения вплоть до образования макроскопических трещин и разрушения. макроскопический деформация металлический растяжение
Известно [1], что на стадиях линейного деформационного упрочнения в металлических материалах при растяжении образуется система эквидистантно расположенных очагов макролокализации деформации (автоволн локализации), которые движутся со скоростями Vaw = 10?510?4 м/с, и длиной автоволн л ?310 мм. В [1] было установлено существование инвариантного произведения макроскопических характеристик пластического течения (скорости Vaw и длины автоволны л) и микроскопических параметров кристаллической структуры материала (расстояния между плотноупакованными плоскостями кристаллов d и скорости упругих поперечных волн V).
Методом двухэкспозиционной спекл-фотографии для ЩГК были оценены скорости движения автоволн локализации деформации на линейных стадиях пластического течения, которые составили для образцов NaCl - Vaw = 7,7·10?5 м/с, KCl - Vaw = 6·10?5 м/с и для LiF - Vaw = 8,5·10?5 м/с. Порядок величин соответствует значениям скоростей движения очагов локализации на линейных стадиях пластического течения, наблюдаемых в металлах (Vaw = 10?510?4 м/с). Эволюция зон локализации пластического течения при сжатии образца кристалла LiF приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Кривая пластического сжатия LiF и соответствующая диаграмма положений очагов локализации деформации в интервале общей деформации еtot ? 0,2?4,5 %. у(е) -- кривая нагружения; x(t) -- положение координат очагов локализации деформации вдоль оси образца с течением времени (1,2 --подвижные очаги, 1',2',3,4 --неподвижные очаги.
После предела текучести на стадии I в образце происходит зарождение и движение уединенного очага локализации деформации (прямая 1), затем на стадии II - движение двух очагов пластической деформации (прямые 1,2), которые на стадии III кривой течения останавливаются (1',2'), и система представляет собой уже 4 неподвижных очага локализации (1',2',3,4), сохраняющихся при дальнейшем сжатии вплоть до растрескивания образца.В результате анализа полученных методом двухэкспозиционной спекл-фотографии данных о локализации пластической деформации были измерены значения длин волн (пространственный период), который для NaCl составила л ? 41 мм, для KCl -- л ? 3,51 мм и для LiF - л ? 51 мм [2,3]. На рисунке 2 представлена картина локализации пластической деформации в виде распределений локальных деформаций в кристалле NaCl на линейной стадии деформационного упрочнения при общей деформации еtot = 3,7%.
Рисунок 2. Очаги локализации в кристалле NaCl на линейной стадии деформационного упрочнения еtot = 3,7%.
В настоящей работе удалось установить справедливость соотношения (1) для кристаллов NaCl, KCl и LiF. По экспериментальным значениям параметров локализации пластической деформации было определено инвариантное произведение равное произведению соответствующих микроскопических характеристик исследуемых кристаллов [4] для исследуемых ЩГК (табл. 1).
Таблица 1. Параметры локализации пластической деформации и кристаллической решетки на стадии линейного деформационного упрочнения в металлах [1] и ЩГК
|
Величина |
Cu |
Zn |
Zr |
Ti |
V |
б-Fe |
г-Fe |
Sn |
NaCl |
KCl |
LiF |
|
|
7,2 |
7,44 |
3,84 |
7,0 |
5.6 |
5,1 |
4,48 |
4,68 |
6,16 |
6,0 |
8,5 |
||
|
4,78 |
5,22 |
5,53 |
6,63 |
6.06 |
6,87 |
6,74 |
5,29 |
7,5 |
6,96 |
8,82 |
Полученный результат подтверждает единую природу волновых процессов, характерных для линейных стадий деформационного упрочнения, как металлических материалов, так и ЩГК.
Смысл соотношения (1) заключается в количественной связи автоволновых характеристик (Vaw и л) с характеристиками кристаллов (d и V). А соответствующие произведения левой и правой части могут рассматриваться качестве инвариантов упругих и пластических деформационных процессов в твердом теле.
Работа выполнена при частичной поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 14-08-31608.
Литература
1. Л.Б. Зуев, В.И. Данилов, С.А. Баранникова. Физика макролокализации пластического течения. Новосибирск: Наука, 2008. 327 с.
2. Баранникова С.А., Надежкин М.В., Зуев Л.Б. О локализации пластического течения при сжатии кристаллов NaCl и KCl // ФТТ. - 2009. - Т. 51. - № 6. - С. 1081-1086.
3. Баранникова С.А., Надежкин М.В., Зуев Л.Б. О локализации пластической деформации при сжатии кристаллов LiF // ФТТ. - 2010. - Т. 52 - № 7. - С. 1291-1294.
4. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. - М.: ГИФМЛ, 1961. - 863 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применения МД для исследования пластической деформации кристаллов. Алгоритм интегрирования по времени. Начальное состояние для кристалла с дефектами. Уравнение для ширины ячейки моделирования. Моделирования пластической деформации ГПУ кристаллов.
дипломная работа [556,7 K], добавлен 07.12.2008Фазовые переходы для автоколебательной системы "Хищник-Жертва" и для волн пластической деформации. Получение уравнений в обезразмеренном виде. Определение координат особых точек, показателей Ляпунова для них. Исследование характера их устойчивости.
курсовая работа [805,6 K], добавлен 17.04.2011Определение напряжений при растяжении–сжатии. Деформации при растяжении-сжатии и закон Гука. Напряженное состояние и закон парности касательных напряжений. Допускаемые напряжения, коэффициент запаса и расчеты на прочность при растяжении-сжатии.
контрольная работа [364,5 K], добавлен 11.10.2013Методическое указание по вопросам расчётов на прочность при различных нагрузках и видах деформации. Определение напряжения при растяжении (сжатии), определение деформации. Расчеты на прочность при изгибе, кручении. Расчетно-графические работы, задачи.
контрольная работа [2,8 M], добавлен 15.03.2010Создание физической модели деформации материала. Система кластеров структурированных частиц. Описание механики процесса пластической деформации металла при обработке давлением и разрушения материала при гидрорезке на основе кавитации, резонансных явлений.
статья [794,6 K], добавлен 07.02.2014Особенности работы детекторов на основе щелочно-галоидных кристаллов для регистрации рентгеновского и мягкого гамма-излучения, пути ее оптимизации. Анализ методик, позволяющих значительно улучшить сцинтилляционные характеристики регистраторов излучений.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 16.12.2012Предпосылки возникновения теории пластической деформации, этапы развития представлений. Наблюдение линий максимальных касательных напряжений. Пластические сдвиги в монокристаллах. Теория решеточных дислокаций. Модель Френкеля-Конторовой. Сила Пайерлса.
реферат [1,1 M], добавлен 04.05.2010Исследование особенностей деформации микрокапель прямых и обратных эмульсий в магнитных и электрических полях. Изучение указанных явлений с помощью экспериментальной установки (катушек Гельмгольца), создавая переменные и постоянные магнитные поля.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 26.08.2009Физика твердого тела – один из столпов, на которых покоится современное технологическое общество. Физическое строение твердых тел. Симметрия и классификация кристаллов. Особенности деформации и напряжения. Дефекты кристаллов, способы повышения прочности.
презентация [967,2 K], добавлен 12.02.2010Характеристика пьезоэлектрического эффекта. Изучение кристаллической структуры эффекта: модельное рассмотрение, деформации кристаллов. Физический механизм обратного пьезоэлектрического эффекта. Свойства пьезоэлектрических кристаллов. Применение эффекта.
курсовая работа [718,8 K], добавлен 09.12.2010Изучение общих характеристик прочности, а также исследование структуры сталей. Рассмотрение основных методов определения магнитных и деформационных характеристик. Описание зависимости магнитных свойств от степени деформации сдвига металла при кручении.
реферат [460,1 K], добавлен 20.04.2015Описание структуры и параметров активированных кристаллов. Характеристики полиэдров Вороного-Дирихле. Исследование структуры и расчет параметров Джадда-Офельта для активированных кристаллов. Изучение структуры шеелитов методом пересекающихся сфер.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.07.2015Внецентренное растяжение (сжатие). Ядро сечения при сжатии. Определение наибольшего растягивающего и сжимающего напряжения в поперечном сечении короткого стержня, главные моменты инерции. Эюры изгибающих моментов и поперечных сил консольной балки.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.05.2013Определение размеров поперечных сечений стержней, моделирующих конструкцию робота-манипулятора. Вычисление деформации элементов конструкции, линейного и углового перемещения захвата. Построение матрицы податливости системы с помощью интеграла Мора.
курсовая работа [255,7 K], добавлен 05.04.2013Свойства твердых тел. Основные виды деформации. Основные допущения о свойствах материалов и характере деформирования. Геометрическая схематизация элементов строительных конструкций. Внешнее воздействие на тело. Классификация нагрузок. Крутящий момент.
реферат [2,4 M], добавлен 28.01.2009Общая характеристика и значение основных механических свойств твердых тел, направления их регулирования и воздействий: деформация, напряжение. Классификация и типы деформации: изгиба, кручения и сдвига. Пластическое течение кристаллов. Закон Гука.
контрольная работа [782,4 K], добавлен 27.05.2013Параметры и характеристики тензорезисторов, преобразование деформации. Расчет функции и коэффициента передачи с учетом влияния концевых и контактных участков. Определение параметров измерительного модуля. Транспортировка, монтаж и хранение устройства.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 07.05.2015Определение продольной силы в стержнях, поддерживающих жёсткий брус. Построение эпюры продольных усилий, нормальных напряжений и перемещений. Расчет изгибающих моментов и поперечных сил, действующих на балку. Эпюра крутящего момента и углов закручивания.
контрольная работа [190,3 K], добавлен 17.02.2015Анализ прочности и жесткости несущей конструкции при растяжении (сжатии). Определение частота собственных колебаний печатного узла. Анализ статической, динамической прочности, а также жесткости печатного узла при изгибе, при воздействии вибрации и ударов.
курсовая работа [146,3 K], добавлен 11.12.2012Расчет на прочность статически определимых систем при растяжении и сжатии. Последовательность решения поставленной задачи. Подбор размера поперечного сечения. Определение потенциальной энергии упругих деформаций. Расчет бруса на прочность и жесткость.
курсовая работа [458,2 K], добавлен 20.02.2009
