The concept of microsimulation of processes of joining dissimilar materials by plastic deformation

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 44 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 7. Стадии совместной пластической деформации сплавов АМг3 и Д16, предварительно обработанных лентой зернистости Р120 Fig. 7. Stages of joint plastic deformation of AMg3 and D16 alloys preliminary grinded with a 120 grit band противлений деформаций сплавов, отношение которых близко к 0,8. К концу критической стадии II на границе между материалами остаются незаполненные участки полостей вследствие недостаточности приложенных давлений, при этом пластическая деформация начинает распространяться вглубь объемов обоих материалов (стадия III). По мере увеличения наклепа обоих материалов и роста давлений на межслойной границе происходит дозаполнение полостей на поверхности сплава АМг3. При достижении максимального значения интенсивности напряжений для сплава Д16 на межслойной границе остаются незаполненные полости – остаточные поры, для заполнения которых требуется дальнейшее увеличение давлений. Таким образом, несмотря на отличия на первом этапе совместной пластической деформации, конечные стадии протекают в соответствии с предлагаемым теоретическим механизмом. На стадии III микромодели совместной пластической деформации были оценены и сопоставлены с теоретической моделью [18], при этом оценивались следующие параметры: относительная глубина внедрения hl /H и приведенное нормальное напряжение на контакте материалов σ/k (табл. 2). Как видно из табл. 2, относительная глубина внедрения выступов hl /H КЭ микромодели значительно отличается от результатов расчета по теоретической модели. Расхождение объясняется прежде всего значительными отличиями фактических профилей поверхностей материалов от теоретических, а также близостью сопротивлений деформаций материалов, из-за чего они деформируются практически одновременно. Расхождения в приведенных нормальных напряжениях σ/k, полученные путем анализа КЭ микромодели и теоретической модели, также заметны, что объясняется близостью сопротивлений деформаций слоев материалов и практически одновременным переходом их в пластическое состояние. В результате для заданного процесса теоретическая модель [12] дает лишь приближенные значения показателей напряженно-деформированного состояния. Отдельным важным практическим вопросом КЭ-микромоделирования являлось установление участков наиболее вероятного разрушения поверхностных оксидных слоев. В качестве критерия для оценки вероятности разрушения был использован хорошо известный критерий Кокрофта – Лэтема 1 0 ð d ε σ ε σ ∫ , где σ1 – главное напряжение; σ – интенсивность напряжений; dε – приращение накопленной пластической деформации. На рис. 8 показана поверхность контакта на стороне сплава Д16 в начале III стадии совместной пластической деформации с подсвеченными точками контакта с поверхностью АМг3 и без точек контакта. Рис. 8 демонстрирует, что наиболее высокие значения поврежденности поверхностных слоев наблюдаются на участках, свободных от контакта с противопо-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1