Аналіза екстремальних значень інваріянтів напружень і деформацій у багатофазних полікристалах

В. Ю. Маріна, В. І. Маріна

Технічний університет Молдови, бульв. Штефан чел Маре, 168, MD-2004 Кишинів, Молдова

Отримано: 04.12.2023; остаточний варіант - 06.05.2024. Завантажити: PDF

Досліджуються межі зміни інваріянтів напруження/деформації у фазах полікристалічних матеріялів з кубічними ґратницями. Взаємозв’язок між локальними та макроскопічними параметрами встановлюється на основі принципів: середніх зв’язків, ортогональности флюктуацій тензорів напружень і деформацій, екстремуму невідповідности макроскопічних величин з відповідними середніми значеннями мікроскопічних аналогів. Одержано загальні вирази для екстремальних значень інваріянтів девіяторів напруження/деформації у полікристалічних фазах. Показано, що за фактора анізотропії, більшого за одиницю, максимальні значення інваріянтів девіяторів напруження виникають у зернах, кристалографічні осі яких співвісні з макросистемою, в якій діягональні компоненти девіятора дорівнюють нулю, а мінімальні — у зернах, кристалографічні осі яких співвісні з главами. Встановлено немонотонний характер змін екстремальних значень інваріянтів девіяторів напружень/деформацій та об’ємних напружень/деформацій від концентрації фаз. Для двофазного полікристалу зі зростанням вмісту більш твердої фази інваріянти спочатку збільшуються, досягаючи найбільшого значення за концентрації, меншої за 5%, а потім монотонно зменшуються. Об’ємне макронапруження нелінійно впливає на закономірності змін об’ємних напружень у зернах полікристалічного матеріялу.

Ключові слова: напруження, деформація, інваріянти, усереднені зв’язки, ортогональність, анізотропія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i06/0591.html

PACS: 02.70.Dh, 46.15.-x, 46.50.+a, 62.20.D-, 62.20.mm, 83.80.Fg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. G. Fokin and T. D. Shermergor, PMTF, No. 3: 123 (1968) (in Russian).
  2. Z. Hashin and S. Shtrikman, J. Mech. Phys. Solids, 10, Iss. 4: 335 (1962). Crossref
  3. L. P. Khoroshun, B. P. Maslov, E. N. Shikula, and L. V. Nazarenko, Statisticheskaya Mekhanika i Ehffektivnyye Svoistva Materialov [Statistical Mechanics and Effective Properties of Materials] (Kiev: Naukova Dumka: 1993) (in Russian).
  4. V. Yu. Marina, Numerical Investigations in Continuum Mechanics (Kishinev: 1987), p. 47.
  5. V. Yu. Marina, Appl. Mech., 6: 9 (1997).
  6. V. Yu. Marina and V. I. Marina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 3: 415 (2020) (in Russian). Crossref
  7. V. Yu. Marina, Mech. Solids, 58: 727 (2023). Crossref
  8. P. V. Trusov, News of the Russian Academy of Sciences. MTT, 1: 69 (2021) (in Russian).
  9. J. R. Willis, J Appl. Mech., 50: 1202 (1983). Crossref
  10. B. Flipona, C. Kellera, R. Queyb, and F. Barbea, Int. J. Solids Structures, 184: 178 (2020). Crossref
  11. Z. Hashin and S. Shtrikman, J. Mech. Phys. Solids, 10, Iss. 4: 335 (1962). Crossref
  12. Z. Hashin, J. Mech. Phys. Solids, 50: 481 (1983). Crossref
  13. R. Hill, Proc. Phys. Soc. A, 65: 349 (1952). Crossref
  14. R. Hill, Progress in Appl. Mech., 99 (1963).
  15. E. Kroner, J. Mech. Phys. Solids, 15, Iss. 5: 319 (1967). Crossref
  16. E. Kroner, Inst. I. Engng. Sci., 1: 261 (1963).
  17. P. V. Trusov, A. I. Shveikin, E. S. Nachaeva, and P. S. Volegov, Phys. Mesomechanics, 15: 58 (2012). Crossref
  18. S. K. Kanun, PMTF, No. 4: 194 (1975) (in Russian).
  19. V. Yu. Marina, News of the Academy of Sciences of Moldova. Mathematics Series, 2: 16 (1998).
  20. V. Yu. Marina and V. I. Marina, Int. Appl. Mech., 57: 707 (2022). Crossref
  21. T. D. Shermergor, Theory of Elasticity of Microinhomogeneous Media (Moskva: Nauka: 1977) (in Russian).