Разработан новый подход моделирования процессов необратимого пластического деформирования, учитывающий редкие физические явления
Механики Института проблем машиноведения РАН и СПбГУ создали новую теорию, позволяющую моделировать процесс упругопластического деформирования металлов при ударном нагружении. Созданная модель, в отличие от аналогов, позволяет объяснить такие особенности диаграммы динамического деформирования, как ее нестабильный, резко изменяющийся характер, в том числе, смену ее поведения с монотонного на немонотонное, что может выражаться, например, в появлении так называемого «зуба текучести», а также в термическом разупрочнении.
В основе модели лежит предложенный членом-корреспондентом РАН Ю. В. Петровым новый подход, базирующийся на идее прямого учета характерных времен внутренних релаксационных процессов, сопровождающих необратимое деформирование и разрушение материалов. Результаты исследования опубликованы в International Journal of Engineering Science.
Изучение процесса деформирования материалов — важная задача при проектировании и изготовлении различных деталей. Производителям важно знать предельные возможности деформирования металлов для вычисления предельных сроков эксплуатации, а также технических характеристик изделий. В настоящее время численное моделирование является одним из наиболее распространённых способов изучения реакции силовых элементов или всей конструкции в целом на различные виды внешних воздействий. То есть создаются цифровые двойники, например автомобилей, самолетов, станков или других объектов, на которых и рассчитываются предельные деформационные характеристики разрабатываемых изделий.
Сегодня для описания реологии материала в инженерной практике в основном используется модель Джонсона-Кука, которая позволяет достаточно точно рассчитывать диаграмму деформирования в зависимости от скорости нагружения и температуры. Однако, эта модель в принципе не учитывает такое явление, как «зуб текучести», а также в силу мультипликативного учета различных факторов, в частности температуры, она не может описать наблюдаемое в экспериментах явление температурного размягчения.
Также в последнее время широкое распространение получили нейросетевые модели, построенные на базе методов машинного обучения. Такого рода модели позволяют достаточно точно описывать и предсказывать диаграммы деформирования, однако, область их применимости сильно ограничена диапазоном набора экспериментальных данных, который использовался при обучении. Также стоит отметить наличие большого числа модельных параметров, у которых в силу описательной природы самой модели полностью отсутствует физический смысл.
«Если рассмотреть, например, такое явление как «зуб текучести» — резкое, скачкообразное падение уровня напряжений при переходе от упругого деформирования к пластическому, то можно отметить, что оно экспериментально наблюдается далеко не всегда и не со всеми материалами, поэтому многие существующие модели его попросту не учитывают.
Напротив, наш метод, в основе которого лежит открытый профессором Петровым и исследуемый его научной группой единый временной механизм процессов пластического деформирования как при пороговых нагрузках, так и перегрузках образцов, позволяет предсказывать условия возникновения эффектов немонотонного поведения и зуба текучести для разных материалов. Таким образом, нам удалось разработать модель, которая автоматически учитывает это явление. Предполагается, что в дальнейшем она может быть успешно внедрена в конечно элементную численную схему», — рассказал старший научный сотрудник ИПМаш РАН, доцент СПбГУ Григорий Волков.
Созданная модель позволяет отслеживать каждый шаг численного моделирования и была протестирована на ряде металлов, например, сталь HSLA-65, композит на основе вольфрама 3W-4.9Ni-2.1Fe и титановый сплав Ti-6Al-4V. Модель является полностью отечественной разработкой, которая может быть использована в целях импортозамещения. По словам разработчиков, модель в будущем может быть интегрирована в используемые в производстве программы для численного моделирования.
Работа выполнена лабораторией «Динамика и экстремальные характеристики перспективных наноструктурированных материалов» СПбГУ, созданной по программе мегагрантов правительства России.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Ученые Института истории материальной культуры РАН завершили первый этап комплексного проекта по изучению перехода от мезолита к неолиту в Юго-Восточной Прибалтике. Спустя 50 лет после экспедиций выдающегося ученого ИИМК РАН Владимира Тимофеева специалисты вернулись на ключевые памятники Калининградской области, чтобы с помощью современных методов ответить на вопрос о появлении глиняной посуды в регионе аномально поздно — лишь в V тысячелетии до нашей эры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно