Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2019,  том 16,  №3, 323-330

 

Л.Б. Зуев

Автоволновая природа упругопластического инварианта деформации

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, 634055, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Сформулированы представления о природе локализации пластической деформации. Показано, что каждому типу паттерна локализованной пластичности соответствует определенная стадия деформационного упрочнения. В ходе развития процесса пластической деформации происходит смена типов наблюдаемых паттернов. Типы наблюдаемых паттернов ограничены небольшим числом: можно ожидать появление только одного из четырех возможных. Установлено соответствие между появляющимися паттернами локализованной пластичности и стадиями пластического течения. Установлено, что паттерны локализации являются признаками автоволновой природы процесса локализации пластической деформации, и каждому паттерну отвечает определенная мода автоволны. Скорость распространения, дисперсия и зависимость длины автоволны от размера зерна определена экспериментально для фазовых автоволн. Введен упругопластический инвариант деформации, чтобы связать упругие и пластические процесса в деформируемой среде. Показано, что он является основной характеристикой автоволновых деформационных процессов и представляет собой безразмерную величину, количественно связывающую параметры упругих волн и автоволн локализованной пластической деформации. Установлено, что многие автоволновые характеристики непосредственно следуют из упругопластического инварианта. Справедливость этого положения проверена в экспериментах, проведенных на металлах, щелочно-галоидных кристаллах и горных породах. На основании термодинамических соображений объяснена природа инварианта.

Ключевые слова: прочность, пластичность, деформация, дефекты, дислокации, автоволны.

УДК 548.736.12

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2019.03.006


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 16, No.3 (2019) 323-330

 

L.B. Zuev

Autowave nature of the elastic-plastic invariant of strain

Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS, Akademicheskii Pr., 2/4, Tomsk, 634055, Russia

The notions of plastic flow localization are outlined. It is shown that each type of localized plasticity pattern corresponds to a given stage of deformation hardening. In the course of plastic flow development a changeover in the types of localization patterns occurs. The types of localization patterns are limited in number: a total of four pattern types is all that can be expected. A correspondence has been set up between the emergent localization pattern and the respective flow stage. It is found that the localization patterns are manifestations of the autowave nature of plastic flow localization process, with each pattern type corresponding to a definite type of autowave. Propagation velocity, dispersion and grain size dependence of wavelength have been determined experimentally for the phase autowave. An elastic-plastic strain invariant has also been introduced to relate the elastic and plastic properties of the deforming medium. It is shown that it is the principal characteristic of autowave processes and represents dimensionless value, which connect the parameters of autowaves of localized plasticity and elastic waves. It is found that the autowave’s characteristics follow directly from the latter invariant. The correctness of this conclusion was proofed in the experiments carried out on metals, alkali-halide single crystals and rocks. The nature of elastic-plastic invariant of strait was explained on the base of thermodynamic representations.

Keywords: strength, plasticity, deformation, defects, dislocations, autowaves.