Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева

В работе представлены результаты экспериментальных исследований трубчатых поликристаллических образцов из технически чистого никеля марки НП2 на активное (одноосное растяжение после предварительного сжатия) и пассивное (кручение с растяжением/сжатием внутри поверхности текучести) нагружение. Результаты экспериментов наглядно демонстрируют связь микроструктуры образцов с их механическими характеристиками. Целью исследования является валидация и идентификация параметров разработанной микроструктурной упругопластической модели при различных режимах деформирования. Микроструктурная модель поликристаллического материала учитывает наличие и взаимодействие входящих в него произвольно ориентированных кристаллитов, поэтому сравнение модели с экспериментом проводится для осредненных по представительному объему полей микронапряжений и микродеформаций. Предложенная модель монокристалла является модификацией теорий скольжения Тейлора и Каето и учитывает наличие различных механизмов скольжения, которые активируются при достижении сдвиговыми напряжениями соответствующих значений локальных пределов текучести. В процессе идентификации параметров используется универсальный алгоритм поиска минимума функционала, основанный на методе градиентного спуска, позволяющий осуществлять поиск параметров в заданном диапазоне значений. Предложенный критерий идентификации основан на минимизации статистических показателей: среднего квадратичного отклонения расчетной кривой от экспериментальной; близости к единице значения линейного коэффициента корреляции между данными кривыми; разницы площадей под сравниваемыми кривыми (энергетический критерий). В расчетах напряженно-деформированного состояния поликристаллического агрегата используется метод конечно-элементной гомогенизации для случаев различных механизмов скольжения и ориентации кристаллитов. Результаты сравнения расчетов с экспериментальными данными показали, что предложенная микроструктурная модель поликристаллического материала позволяет с хорошей точностью описать процесс накопления пластических деформаций при сложном пассивном нагружении.

Муртазин Ильнар Робертович, инженер-исследователь ПИШ НОЦ "Цифровой инжиниринг в атомной и термоядерной энергетике", ассистент высшей школы механики и процессов управления; e-mail: murtazin_ir@spbstu.ru; https://orcid.org/0000-0002-7580-5 669; AuthorID: 1059960

Семенов Артем Семенович, доктор физико-математических наук, профессор высшей школы механики и процессов управления; e-mail: semenov_as@spbstu.ru; https://orci d.org/0000-0002-8225-3487; AuthorID: 6571

Емельянов Антон Владимирович, зав. лабораторией НИЛ "Политехтест КСМ"; e-mail: em-ant1990@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-7736-5652; AuthorID: 966108