ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 36 ТЕХНОЛОГИЯ Концепция микромоделирования процесса соединения разнородных материалов пластической деформацией Денис Салихянов 1, 2, a,*, Николай Мичуров 2, 3, b 1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия 2 Институт машиноведения имени Э.С. Горкунова Уральского отделения Российской академии наук, ул. Комсомольская, 34, г. Екатеринбург, 620049, Россия 3 Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, ул. Мира, 22, г. Екатеринбург, 620062, Россия a https://orcid.org/0000-0001-7235-7111, d.r.salikhianov@urfu.ru, b https://orcid.org/0000-0003-1775-6181, n.michurov@ya.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 3 с. 36–49 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-36-49 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669 История статьи: Поступила: 16 июня 2023 Рецензирование: 28 июня 2023 Принята к печати: 06 июля 2023 Доступно онлайн: 15 сент ября 2023 Ключевые слова: Слоистые композиты Алюминиевые сплавы Совместная деформация Напряженно-деформированное состояние Соединение материалов Конечно-элементное моделирование Финансирование Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-29-20243 «Мульти-масштабное моделирование процессов соединения разнородных материалов пластической деформацией» при поддержке правительства Свердловской области. Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Прочность соединения разнородных материалов является наиболее важной характеристикой слоистых композитов, определяющей успех их освоения при промышленном производстве. С целью развития теории соединения материалов пластической деформацией в работе предложено выполнение компьютерного моделирования совместной деформации представительных объемов разнородных материалов в микромасштабе и сопоставление параметров напряженно-деформированного состояния с ранее представленным теоретическим механизмом. Цель работы заключается в анализе напряженно-деформированного состояния разнородных материалов при пластической деформации в микромасштабе и установлении месторасположения начала разрушения поверхностных оксидных пленок. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи работы: 1) исследование поверхностных профилей разнородных материалов, соединяемых пластической деформацией; 2) моделирование методом конечных элементов (КЭ) пластической деформации контактных поверхностей разнородных материалов в микромасштабе; 3) изучение стадий совместной деформации разнородных материалов в микромасштабе и верификация теоретической модели. Методика исследований. Исследование трехмерной топографии и шероховатости выполнено на Veeco Wyko NT1100 Optical Profi ling System. В качестве основного инструмента для выполнения исследований выбран пакет КЭмоделирования Deform-3D. В качестве исследуемых материалов выбраны алюминиевые сплавы АМг3 и Д16. Результаты и обсуждение. В работе выполнено компьютерное КЭ-моделирование совместной деформации поверхностей сплавов АМг3 и Д16 в микромасштабе, проведен анализ поверхностных профилей материалов после различных видов обработки, исследованы параметры напряженно-деформированного состояния и сопоставлены с параметрами теоретического механизма. По результатам сопоставления оценена адекватность предлагаемого теоретического механизма и отмечены практические трудности теоретического моделирования совместной деформации разнородных материалов в микромасштабе. КЭ-моделирование в микромасштабе позволило изучить протекание пластической деформации в приповерхностных слоях материалов, а также выявить области наиболее вероятного разрушения поверхностных оксидных пленок и, следовательно, области первичного соединения разнородных материалов. Для цитирования: Салихянов Д.Р., Мичуров Н.С. Концепция микромоделирования процесса соединения разнородных материалов пластической деформацией // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 36–49. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-36-49. ______ *Адрес для переписки Салихянов Денис Ринатович, к.т.н., доцент Уральский федеральный университет, ул. Мира, 28, 620002, г. Екатеринбург, Россия Тел.: +7 (343) 375-44-37, e-mail: d.r.salikhianov@urfu.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1