Numerical Simulation of Adiabatic Shear Bands Formation in Composites

Abstract

Численное моделирование процессов формирования полос адиабатического сдвига в композитахКудряшов Н. А., Муратов Р. В., Рябов П. Н. получена 15 марта 2016Аннотация. В работе рассматривается процесс локализации пластической деформации в композитном материале, состоящем из сваренных стальной и медной пластины при сдвиговых деформациях. Сформулирована математическая модель данного физического процесса. Для про-ведения вычислительных экспериментов предложен новый численный алгоритм, основанный на схеме Куранта-Изаксона-Риса. Данный алгоритм верифицирован на трех тестовых задачах. Его работоспособность и эффективность подтверждена в результате проведенных тестов. С исполь-зованием предложенного алгоритма проведено численное моделирование процессов локализации пластической деформации в композитных материалах. Исследовано влияние граничных условий, начальной скорости пластической деформации и ширины материалов, входящих в композитный блок, на процесс локализации. Показано, что на начальном этапе скорость сдвига слоев материала колеблется. Предложены теоретические оценки частоты и периода колебаний, расчеты по которым полностью согласуются с численным экспериментом. Установлено, что деформация локализуется в медной части композита. В зависимоcти от ширины стальной и медной части, а также началь-ной скорости пластической деформации и выбранного типа граничных условий, возникает одна или две области локализции, расположенные на характерном расстоянии от границ. Показана зависимость данного расстояния от начальной скорости пластической деформации, и получены соответствующие оценки для двух типов граничных условий. Установлено, что при возникнове-нии двух областей локализации в одной из них температура и деформация растет существенно быстрее, чем в другой, тогда как на начальном этапе данные величины совпадают в этих областях.Ключевые слова: полоса сдвига, локализация деформации, пластическая деформация, числен-ное моделирование Для цитирования: Кудряшов Н. А., Муратов Р. В., Рябов П. Н., "Численное моделирование процессов формиро-вания полос адиабатического сдвига в композитах", Моделирование и анализ информационных систем, 23:3 (2016), 298-308. Об авторах:Кудряшов Николай Алексеевич, orcid.org/0000-0001-5926-9715, д-р. физ.-мат. наук, профессор, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Каширское шоссе, 31, Москва, 115409, Россия, e-mail: nakudr@gmail.com Муратов Родион Владимирович, orcid.org/0000-0002-4574-4412, студент, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ,