OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 209 MATERIAL SCIENCE разрушения; Pp – усилие нагружения, соответствующее моменту разрушения; Fp – площадь поперечного сечения в шейке образца после испытания. Затем начальный участок диаграммы истинных напряжений – деформаций (до образования шейки) можно соединить с точкой, соответствующей моменту разрушения. Моделирование выполняли с помощью программы конечно-элементного анализа ANSYS. Для материала деформируемого образца принимали изотропную упругопластическую модель с деформационным упрочнением. Использовали конечные элементы SOLID185. Чтобы исключить влияние размера конечно-элементной сетки на результаты решения, было выполнено исследование сеточной сходимости. Размеры сетки варьировали в интервале 1,8…0,8 мм, при этом сравнивали значения полученной максимальной эквивалентной деформации в области шейки. Установлено (рис. 3), что разница в значениях в моделях с размерами сетки 0,8 и 1 мм не превышает 2 %. Поэтому для дальнейших расчетов приняты размеры конечных элементов, равные 0,8 мм. Конечно-элементная модель содержит 46 598 элементов. Кривая истинных напряжений – деформаций, использованная при моделировании, была определена ранее [35] пересчетом диаграммы инженерных напряжений – деформаций по формулам (3) и (4). Применяли ассоциированный закон пластического течения и условие текучести Мизеса. Граничные условия задавали в перемещениях. Так как образец имеет плоскость симметрии, то моделировали только одну четверть образца (рис. 4, а). По результатам моделирования определяли распределение деформаций по длине образца (рис. 4, б, в). Для проверки адекватности моделирования проведено сравнение усилия деформирования, полученного в испытании и рассчитанного в процессе моделирования. Отклонение расчетных данных от экспериментальных не превышает 7,2 %. По результатам моделирования установлено (рис. 4, б), что локализация деформации на образце происходит на расстоянии 20 мм от минимального сечения шейки. На остальной части рабочей длины образца деформация распределена равномерно и примерно равна 0,2. Далее, на расстоянии 60 мм от центра шейки, деформация начинает уменьшаться и снижается до нуля, так как это расстояние соответствует участку, который зажимается в захваты и не деформируется в процессе испытания. Использование эквивалентной деформации позволяет определять деформационное состояние на различных участках исследуемых образцов, включая зону шейки, и переходить от пространственных координат к физическим стадиям пластического течения. Деформация образцов сопровождалась изменением рельефа поверхности. В этой связи проводились исследования изменения параметров шероховатости в поле зрения 1,2×0,88 мм с помощью оптического профилометра Optical profi ling system Veeco WYKO NT1100. Определяли параметры Rq – среднеквадратичную шероховатость и Ra – среднюю шероховатость, параметры рассчитывались для всей измеренной матрицы. Микроструктуру изучали с применением сканирующих электронных микроскопов Tescan VEGA II XMU, Carl Zeiss EVO 50 и тринокулярного инвертированного металлографического микроскопа AmScope. Для исследования микроструктуры, микромеханических свойств и структурного анализа методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) образец 1 был разделен на части с помощью электроэррозионной резки согласно рис. 5, а. Структурные и микромеханические Рис. 3. Результаты исследования сеточной сходимости Fig. 3. Results of the mesh convergence study Размер элемента, мм
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1