Сарафанов Г.Ф.
 Статья на сайте eLibrary

На основе автоволнового подхода исследован механизм неустойчивости пластической деформации в кристаллических сплавах. Предложена математическая модель прерывистой текучести и локализации пластического течения в виде полос деформации - эффекта Портевена-Ле Шателье, который проявляется в широком диапазоне положительных (по шкале Цельсия) температур. В рамках предлагаемой модели при постоянной нагрузке найдено стационарное решение исходной системы уравнений, которое представляет собой волновой фронт скорости пластической деформации и интерпретируется как полоса Людерса. На основе численного анализа исходной модели установлено, что нерегулярное изменение деформирующего напряжения и пространственно-волновые решения реализуются в области неустойчивости, определяемой N-образной зависимостью силы торможения дислокаций от их скорости. Такая нелинейность силы торможения обусловлена особенностями взаимодействия дислокаций с примесными атомами. Найдены критические безразмерные параметры, ответственные за разнообразие волновых решений системы уравнений. Для заданных значений этих параметров определены нерегулярная форма колебаний деформирующего напряжения; форма и периодичность всплесков скорости пластической деформации, которые строго коррелированы и формируют как относительно ровные, так и случайным образом распределённые по длине кристалла полосы Портевена-Ле Шателье.

На английском языке
The Portevin-Le Chatelier effect as a nonlinear wave process in deformable alloys
Sarafanov G.F.

We study the mechanism of the instability of plastic deformation in crystalline alloys on the basis of the autowave approach. A mathematical model is proposed for the serrated flow behavior and localization of the plastic flow in the form of deformation bands, i.e., the Portevin-Le Chatelier effect, which manifests itself in a wide range of positive temperatures (Celsius). A stationary solution of the initial system of equations is found within the framework of the proposed model at a constant load. This solution is the wave front of the plastic deformation rate and is interpreted as a Luders band. Based on the numerical analysis of the initial model, it is established that irregular changes in the deforming stress and spatial wave solutions are realized in the instability region determined by the N-shaped dependence of the dislocation deceleration force on the dislocation velocity. This nonlinearity of the braking force is due to the peculiarities of the interaction of the dislocations with atom impurities. The critical dimensionless parameters responsible for the variety of wave solutions of the system of equations are determined. For the given values of these parameters, we established the irregular shape of deformation stress oscillations, the shape and regularity of the bursts of plastic deformation velocity, which are strictly correlated and form the Portevin-Le Chatelier bands, which can be relatively smooth or randomly distributed along the length of the crystal.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_12_1122