Образец оформления рукописи, направляемой на опубликование в журнал «Письма о материалах» - davaiknam.ru o_O
Образец оформления рукописи, направляемой на опубликование в журнал «Письма о материалах» - davaiknam.ru o_O
страница 1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Похожие работы
|
Образец оформления рукописи, направляемой на опубликование в журнал «Письма о материалах» - страница №1/1
www.lettersonmaterials.com Письма о материалах, том 1, №2 (2011) УДК 548.4+539.2 Образец оформления рукописи, направляемой на опубликование в журнал «Письма о материалах» Иванов И.И.1, †, Петров П.П.2, Сидоров С.С.1 †e-mail@mail.ru 1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, ул. Халтурина 39, 450001 Уфа 2Башкирский государственный университет, ул. Заки Валиди 32, 450074 Уфа Template for manuscript submitted for publication in the journal “Letters on Materials” Ivanov I.I.1, Petrov P.P.2, Sidorov S.S.1 1Institute for Metals Superplasticity Problems RAS, Khalturin St. 39, 450001 Ufa 2Bashkortostan State University, Z.Validi St. 32, 450074 Ufa Методом молекулярной динамики изучаются процессы пластической деформации в двумерном поликристаллическом наноматериале при заданной температуре, гидростатическом давлении и максимальном касательном напряжении. Исследуется влияние имеющегося в расчетной ячейке вытянутого зерна на изменение зеренной структуры в зависимости от направления приложения максимальных касательных напряжений. The mechanisms of plastic deformation of 2D nanocrystalline aggregate are investigated at given temperature, hydrostatic pressure and maximal shear stress. The periodic computational cell contains thirty three grains of equal size and one elongated, larger grain. It is demonstrated that the orientation of the maximal shear stress with respect to the orientation of the elongated grain strongly affects the structure evolution. . Ключевые слова: список ключевых слов, не более пяти. Keywords: list the keywords, as maximum five.
Поведение границ зерен (ГЗ) в кристаллических телах объясняет многие их механические и структурные свойства [1,2]. Именно поэтому исследованию структуры ГЗ, диффузии и самодиффузии по ГЗ, стыков ГЗ уделяется большое внимание (см. например, обзор [3]). В задачах получения объемных наноструктурных материалов деформационными методами [4-8] особое значение приобретают исследования динамики ГЗ в условиях активной пластической деформации. Однако динамическому поведению ГЗ в деформируемом материале посвящено значительно меньшее число работ, что связано с большими трудностями как при постановке соответствующих экспериментальных исследований, так и при проведении численного моделирования. Метод молекулярной динамики (МД) позволяет на атомном уровне моделировать зеренную структуру металлов. Хотя метод МД позволяет моделировать только небольшие системы, его применение дает возможность качественно оценить процессы, происходящие при пластической деформации как в двумерной [9], так и в квазидвумерной постановках [10-13]. В работе [9] авторы рассматривали измельчение исходного монокристалла под действием различных видов нагружения (растяжение, кручение, прокатка). В работе [10, 14] были рассмотрены механизмы миграции специальной границы в бикристалле при приложении нагрузки. Особый интерес представляет рассмотрение наноструктурных материалов, подвергнутый пластической деформации при разных температурах [11]. В настоящее время активно развиваются деформационные методы получения объемных нанокристаличесих материалов [4-8]. Однако, получить однородную структуру с субмикронным размером зерен оказывается совсем не просто из-за того, что при любом известном методе деформации, как правило, в материале остаются крупные зерна, чаще всего вытянутые в направлении сдвиговой деформации [15,16]. Более однородная структура получается при комбинировании схем деформирования, например, выполнение прокатки после равноканального углового прессования [17]. Таким образом, возникает вопрос о том, как схема нагружения материала влияет на эволюцию структуры границ зерен, содержащую зерна, вытянутые в одном направлении. В данной работе было проведено молекулярно-динамическое моделирование динамики ГЗ при пластической деформации двумерного поликристалла. Было рассмотрено влияние ориентации плоскости действия максимального касательного напряжения по отношению к ориентации вытянутого зерна, окруженного равно-осными зернами.
Рассматривался двумерный гексагональный кристалл, примитивная ячейка которого опирается на векторы трансляции  ,  , где  – параметр решетки.
В задачи данного исследования не входило рассмотрение какого-либо конкретного материала, поэтому нами был выбран следующий межатомный потенциал:  , (1)
где Расчетная ячейка, имеющая форму правильного ромба, с наложенными периодическими граничными условиями, включала Исходная структура была подвергнута отжигу при гомологической температуре  , (2)
 , (3)
 . (4)
а) б) Рис.2. (a) компоненты тензора напряжений в декартовой системе координат, (б) главные напряжения. Отметим, что  , где угол  определяет ориентацию главных осей напряжений (см. рис.2). В нашей работе были рассмотрены два угла приложения максимальных касательных напряжений,  и  , при неизменных гидростатическом давлении  , максимальном касательном напряжении  и температуре, которая была выбрана близкой к температуре плавления,  .
Действующие напряжения поддерживались постоянными используя процедуру Паринелло-Рамана, то есть деформация осуществлялась в режиме ползучести. Для поддержания изотермического режима деформации использовался термостат Носе-Хувера. Границы зерен и другие типы дефектов визуализировались путем выделения другим цветом атомов с нарушенным координационным числом.
На рис.3 показаны последовательные стадии развития деформации для случая , а на рис.4 для случая .
Как видно из рисунка, в первом случае происходит удлинение исходного вытянутого зерна и рост зерен, находящихся вокруг этого зерна. По разрывам линий квадратной сетки можно заключить, что сдвиг осуществляется только вдоль оси абсцисс, несмотря на тот факт, что вдоль оси ординат действует точно такое же сдвигающее напряжение, что и вдоль оси абсцисс. На рис.3в хорошо видно появление полосы с высокой концентрацией дефектов, она залегает параллельно оси абсцисс непосредственно над светлым вытянутым зерном. Эта полоса появляется на поздней стадии деформации после того, как выросли зерна, окружающие вытянутое светлое зерно. Ее появление связано с локализацией деформации в узкой полосе материала.
Отжиг, проведенный после пластической деформации, показал, что данная полоса полностью исчезает. Детальный анализ структуры материала в этой полосе еще предстоит провести, но можно предположить, что мы имеем дело с фазой близкой к аморфной. Поведение материала при приложении максимальных касательных напряжений под углом
Методом МД было показано, что при деформации нанокристаллической структуры, включающей наряду с равноосными также и вытянутые зерна, большое значение имеет ориентация приложения сдвигающих напряжений по отношению к направлению залегания вытянутых зерен. При действии сдвигающих напряжений вдоль и поперек вытянутых зерен деформация сдвига осуществляется только вдоль, но не поперек зерен. При этом вытянутое зерно еще более удлиняется, а окружающие его равноосные зерна растут. При приложении максимальных сдвигающих напряжений под углами  по отношению к оси вытянутого зерна, сдвиговая деформация идет вдоль обоих этих направлений. Конкуренция двух систем сдвига приводит к дроблению вытянутых зерен и к подавлению роста равноосных зерен.
Работа была поддержана грантом РФФИ 08-02-91316-ИНД_а и грантом фонда «Интелс» (г. Магнитогорск). Литература Внимание: поскольку предполагается аннотирование опубликованных статей в мировой научной базе данных Scopus, вся литература должна быть процитирована на английском языке. Данные требования распространяются и на источники, опубликованные на русском языке, с указанием в конце ссылки (in Russian) [ссылка на русском языке]. Примеры перевода русскоязычных ссылок на английский язык можно найти в переводных журналах, таких как ФТТ, ФММ и др.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
– положение минимума потенциала 
– радиус обрезки потенциала. Назначая 
, мы выбираем в качестве единицы измерения длины координату минимума потенциала. Мы полагаем 
, таким образом, каждый атом взаимодействует только с ближайшими соседями, и равновесный параметр решетки при нулевой температуре равен 
.
атомов.
областей равного размера, каждая из которых характеризовалась определенной ориентацией кристаллической решетки. Для трех смежных областей был назначен одинаковый угол разориентировки, в результате чего возникла структура, приведенная на рис.1, где ячейка периодичности содержит 33 равноосных и одно вытянутое зерно. Ориентация зерен показана оттенками серого цвета, так, что белый цвет соответствует зернам с плотноупакованным направлением вдоль оси абсцисс, а в черных зернах плотноупакованное направление составляет угол 
по отношению к оси абсцисс. На ячейку периодичности наложена квадратная сетка из меченых атомов, для того, чтобы было удобнее следить за местами локализации деформации.
,максимальным касательным напряжением 
и углом 
, задающим ориентацию главных напряжений 
(см. рис.2). Эти три величины в случае плоского напряженного состояния могут быть выражены через три компоненты тензора напряжений:
