Логин:
Пароль:

Работа №1481
Название работы
Механика деформирования, повреждения и разрушения наноструктурных композитов и керамики при динамических воздействиях
Автор работы
Коробенков Максим Викторович
Дата начала работы Дата окончания работы
2009-08-17 2010-08-15
Аннотация
Цель работы – исследование механического поведения перспективные наноструктурные композиты и керамики на основе ZrO2 методами компьютерного моделирования. Фундаментальная проблема, решаемая в рамках проекта – выявление закономерностей влияния структуры керамических композитов их физико-механические свойства при динамических воздействиях. Научная значимость исследования заключается в получении новых знаний о закономерностях влияния структуры керамических композитов на их физико-механические свойства при динамических воздействиях. Полученные в рамках предлагаемого проекта результаты лягут в основу разрабатываемой модели механического поведения нанокерамики и критериев структурных и фазовых превращений. Создаваемая модель позволит определять управляющие структурные параметры, обеспечивающие требуемые механические свойства нанокерамики в изделиях. В конечном итоге, в результате выполнения проекта будут получены новые экспериментальные данные о вязкости разрушения, трещиностойкости, изгибной прочности и прочности на сжатие для ряда наноструктурных керамических и композиционных материалов при нагружении со скоростью до 15 м/с. Полученные экспериментальные данные о влиянии структурных факторов ( размеров зерна, поровой структуры, фазовой структуры и др.) на механические свойства наноструктурных композитов и керамики станут основой для создания моделей сред со структурой, позволяющих описывать и прогнозировать свойства новых наноструктурных материалов со сдвигонеустойчивой матрицей при динамическом нагружении
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Федеральное агентство по образованию Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследования являются наноструктурные оксидные керамические материалы, в структуре которых имеются изолированные поры. Цель работы – исследование механического поведения наноструктурных композицион-ных и керамических материалов методами компьютерного моделирования. При проведении первого этапа НИР получены следующие результаты. Выполнен аналитический обзор современного состояния исследований по механиче-ским свойствам керамических материалов при динамических нагрузках, подготовлена чис-ленная модель для имитационного моделирования деформации и разрушения керамики при импульсных нагрузках. Проведено численное моделирование процессов локализации деформации и разруше-ния в модельных образцах повреждаемой керамики с учетом структуры пористости. Иссле-дованы процессы локализации деформации и разрушения в керамических материалах при различных условиях нагружений и структуре пористой керамики. Анализ полученных данных показывает, что для хрупких керамических материалов процессы локализации деформации напрямую зависят от размеров пор и их расположением по границам зерен. Уменьшение размеров пор и их распределение по границам увеличивает интенсивность деформации в полосах локализации. Кроме того, наличие пор внутри зерна делает возможным процессы неупругого деформирования внутризеренной фазы. Показано, что структура повреждаемости пористой керамики чувствительна не только к самой структуре пространственного расположения пор, но и к скорости нагружения.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02200953968 Дата регистрации ИК: 2009-11-30
Заключительный реферат
На первом этапе методом компьютерного моделирования исследованы закономерности деформации и разрушения керамик с поровыми структурами. На втором этапе для исследования структуры керамических материалов использованы методы оптической и зондовой сканирующей микроскопии. Для исследования прочностных свойств керамических материалов на основе оксида алюминия и диборида циркония использованы экспериментальные методы с непрерывной регистрацией параметров нагружения и деформации образцов при трехточечном изгибе, осевом сжатии и определении ударной вязкости. При выполнении НИР использовано следующее оборудование: оптический микроскоп ОЛИМПУС GX, усовершенствованная учебная нанолаборатория, системы электронного управления СЗМ EM16Ed; сервогидравлический универсальный высокоскоростной испытательный стенд Инстрон 8800 модель VHS 40/50-20, вычислительный кластер «Т-Платформы» (HPC-0011025-001). При выполнении НИР получены следующие результаты: экспериментальные данные о поровой и кристаллической структуре опытных образцов наноструктурных композиционных и керамических материалов на основе оксида алюминия и диборида циркония, данные о деформации, накоплении повреждений в опытных образцах при испытании на трехточечный изгиб, ударную вязкость, прочность при осевом сжатии в диапазоне скоростей деформации от 10-3 до 1 с-1.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201056267 Дата регистрации ИК: 2010-09-06
Заказчик
Федеральное агентство по образованию, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.3.2 «Проведение научных исследований целевыми аспирантами», Конкурс НК-253П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Механика» в рамках мероприятия 1.3.2 Программы», ГК П817 от 17.08.2009 г.
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
47.09.41 ( ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА. Материалы для электроники и радиотехники. Стекла, ситаллы, керамика. )
30.19.57 ( МЕХАНИКА. Механика деформируемого твердого тела. Прочность материалов. )
30.19.29 ( МЕХАНИКА. Механика деформируемого твердого тела. Разрушение. )
29.19 13 ( ФИЗИКА. . )
539.5; 493173 П817
Ключевые слова
наноструктурная керамика, структура пористости, хрупкие керамические материалы, ударно-волновые процессы, локализация деформации
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99