Идентификация многоуровневой статистической модели для описания динамической рекристаллизации
Автор: Дмитрий Сергеевич Безверхий
Соавторы: Кондратьев Никита Сергеевич
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
В настоящее время одним из фундаментальных процессов при термомеханической обработке металлов и сплавов является рекристаллизация. Рекристаллизация приводит к изменению внутренней структуры материалов, что впоследствии влияет на их прочностные свойства [1]. В данной работе рассматривается динамическая рекристаллизация, которая протекает в поликристаллах при повышенных и высоких температурах неупругого деформирования и существенно зависит от термомеханических воздействий [1].
Для описания циклов рекристаллизации применяется подход, предложенный M.J. Luton и C.M. Sellars [2], в котором объемная доля рекристаллизованного материала определяется с помощью соотношения Johnson–Mehl–Avrami–Kolmogorov. Управляющими параметрами модели являются: критическая деформация eps_c, при достижении которой начинается рекристаллизации, и деформация eps_x, при достижении которой будет рекристаллизовано 98% материала. Для описания неупругого отклика материала в данной работе применяется двухуровневая статистическая модель [3]. Генерируется выборка зерен с различной кристаллографической ориентацией, на уровне отдельного зерна рассматривается движение краевых дислокаций по системам скольжения, как основной механизм релаксации упругих напряжений. На макроуровне в результате операции осреднения определяется отклик всего поликристалла. В данной работе предлагается связь двухуровневой статистической модели [3] и модели M.J. Luton и C.M. Sellars [2].
Разработанная математическая модель идентифицируется на основе диаграмм нагружения, полученных в серии экспериментов на одноосное сжатие поликристалла меди при скорости деформирования 2*10^-3 с^-1 в диапазоне температур 725-1075 K [4] (Рис. 1). С помощью идентификации модели были определены: начальные критические напряжения tau_c0, параметры упрочнения h0, tau_sat, a и критическая деформация eps_c. В результате была разработана математическая модель, позволяющая удовлетворительно описать процесс неупругого деформирования с учетом динамической рекристаллизации при различных температурах.
