26-28 июня 2013 г., Барнаул
23 Всероссийская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности

Маевский К.К.   Кинеловский С.А.  

Расчет динамического нагружения карбидов с различными стехиометрическими составами

Докладчик: Маевский К.К.

Представлены результаты численных экспериментов по моделированию ударно-волнового нагружения сплошных и пористых карбидов с различными стехиометрическими составами Модель основана на предположении, что все компоненты смеси, включая газ, при ударно-волновом нагружении находятся в термодинамическом равновесии. Конденсированные фазы описываются уравнением состояния типа Ми-Грюнайзена. Дополняя систему уравнений динамической совместности условием равенства температур компонент смеси выписывается зависимости, которые можно трактовать как ударные адиабаты смеси. Полагается, что коэффициент Грюнайзена зависит в явном виде только температуры.
Данная модель позволила описать поведение пористых материалов и смесей в широком диапазоне пористостей и давлений. Модель позволяет описывать поведение сложных материалов, в частности карбидов, рассматривая химическое соединение как смесь. Интерес к исследованиям сжимаемости карбидов связан, в частности, с проблемами взрывного компактирования порошков карбидов, т. е. с вопросами получения микро-образцов этих соединений, обладающих свойствами (твердость, хрупкость) исходных крупинок образцов. Были проведены расчеты для образцов карбидов различной пористости. Пористый карбид рассматривался как смесь с компонентами соответствующими элементам карбида. Соотношение объемных долей конденсированных компонент определялось, так же как и для сплошных образцов, по стехиометрическому соотношению, при этом значение объемной доли компонентов уменьшалось пропорционально пористости образца.
Предположение о возможности определения объемных долей компонентов, исходя из стехиометрического соотношения, позволило описать достоверно поведение как карбидов с равными долями компонентов WC, TaC, TiC, NbC, так и поведение карбида бора B4C. Данный материал обладает высоким значением твердости, уступая по этому показателю только алмазу, что вызывает к нему повышенный интерес. Наличие экспериментальных данных позволило сравнить расчетные и экспериментальные данные с учетом предположений использовавшихся в модели. Для карбида бора объемные доли определялись в соотношении 4:1 соответственно химическому составу.
Таким образом, показано, что предложенная модель позволяет описывать поведение карбидов различной пористости при динамическом нагружении, рассматривая их как смесь компонентов соответствующих химическому составу карбидов. Получено достоверное описание как для карбидов с равными долями 1:1 в стехиометрическом соотношении, так и для карбида бора имеющего, соответственно, соотношение 1:4.
 

Файл тезисов: Маевский Барнаул 2013 1.doc
Файл с полным текстом: Маевский.doc


К списку докладов