Кривошеина М.Н.  

Моделирование процессов деформации преград из кубических монокристаллов при ударном нагружении

В связи с интенсивным развитием авиационно-космической промышленности возникает необходимость в применении новых материалов в узлах конструкций, работающих в экстремальных условиях. Такие материалы должны обладать высокими прочностными характеристиками и жаропрочностью, поэтому является актуальным вопрос исследования механических характеристик этих материалов. В последнее время уделяется большое внимание к исследованию монокристаллических материалов. Монокристаллы металлов и их сплавов обладают повышенными прочностными свойствами и применяются в авиа и двигателестроении. Например, жаропрочный никелевый сплав ВЖМ8, обладающий кубической симметрией свойств, применяется в газотурбинных двигателях V поколения [1-4].
В работе представлены результаты расчетов численного моделирования динамического нагружения преграды из монокристаллического сплава ВЖМ8 стальным ударником. Нагружение преграды моделировалось вдоль направления, совпадающего с направлением КГО монокристалла - [001], два других направления осей расчетной системы координат также совпадали с направлениями КГО – [100], [010]. Начальная скорость нагружения 600 м/с. Преграда и ударник имели цилиндрическую форму: диаметр преграды 15 мм, толщина - 2 мм; диаметр ударника 14.5 мм, толщина - 1 мм. Моделирование процесса деформирования ударника и преграды проводилось в рамках механики сплошной среды.
В качестве критерия разрушения применялся критерий N. Jonhson (1971г.), в котором разрушение определяется объемом накопленных микроповреждений. Критическое значение объема накопленных микроповреждений составляло 30%.

Работа выполнена по проекту 23.1.2 в рамках Программы Фундаментальных Научных Исследований государственной академии наук на 2013-2020 гг.
Литература
1. Е.Р. Голубовский, И.Л. Светлов, К.К. Хвацкий, Закономерности изменения аксиальной и азимутальной анизотропии прочностных характеристик монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов для лопаток ГТД, Авиационно-космическая техника и технология, 2005, №10 (26)
2. Е.Н. Каблов, Н.В. Петрушин, Е.С. Елютин, Монокристаллические жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей, Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011, с.38-52
3. Ю.А. Ножницкий, Е.Р. Голубовский, Монокристаллические рабочие лопатки высокотемпературных турбин перспективных ГТД, Авиационно-космическая техника и технология, 2006, №9 (35)
4. Светлов И.Л., Епишин А.И., Кривко А.И., Самойлов А.И., Одинцев И.Н., Андреев А.П. // ДАН СССР. 1988. Т. 302. № 2. С. 1372–1375.


К списку докладов