Simulation of dynamic channel-angular pressing of copper samples with allowance for experimental data of loading
One of the urgent problems in the field of materials sCienCe is produCing of metals and alloys with an ultrafine-grained (UFG) struCture. Metals with UFG struCture are CharaCterized by improved physiCal and meChaniCal properties, suCh as inCreased strength, Cold brittleness, and radiation stability. This paper Considers a method of dynamiC Channel-angular pressing (DCAP) whiCh is used to obtain the UFG struCture. The purpose of this work is to simulate numeriCally the DCAP proCess of a Copper sample using experimental data of loading. The experimental data available in the sCientifiC literature have been analyzed to speCify the initial Conditions as follows: the pressure aCting on the rear part of the sample is P0=310 MPa and the initial veloCity of the sample Can be varied in a wide range. NumeriCal simulation is performed using a modified finite element method within the framework of elastoplastiC model of a damaged medium. The numeriCal Computations have shown that the Copper sample suCCessfully undergoes the DCAP proCess at the following initial parameters: υ0 = 170 m/s and P0 = 310 MPa. Almost the entire sample is exposed to uniform intense plastiC deformations, exCept for the front and rear parts. Also, a slight elongation of the sample oCCurs along the longitudinal axis, and the temperature rises up to 600 K in the ContaCt region of the sample with the walls of the horizontal part of the Channel.
Keywords
интенсивная пластическая деформация,
динамическое канально-угловое прессование,
метод конечных элементов,
severe plastiC deformation,
dynamiC Channel-angular pressing,
finite element methodAuthors
| Yanov Dmitriy V. | Tomsk State University | dima.yanov97@mail.ru |
| Bodrov Aleksandr S. | Tomsk State University | alex.bodrov@mail.ru |
| Pakhnutova Nadezhda V. | Tomsk State University | nadin_04@mail.ru |
| Zelepugin Sergey A. | Tomsk scientific center of the Siberian branch of the Russian academy of sciences | szel@yandex.ru |
Всего: 4
References
Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. М.: Янус-К, 1996. 407 с.
Bodrov A.S., Zelepugin S.A. Numerical simulation of dynamic channel-angular pressing of copper specimens // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2017. V. 177. 012056. DOI: 10.1088/1757-899X/177/1/012056.
Зелепугин С.А., Бодров А.С., Пахнутова Н.В. Диаграмма процесса динамического канально-углового прессования титановых образцов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 11-1. С. 28-31. DOI: 10.17513/mjpfi.11924.
Бодров А.С., Олимпиева Н.В., Зелепугин А.С., Зелепугин С.А. Численное моделирование процессов динамического канально-углового прессования титановых образцов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2015. №5 (37). С. 56-63. DOI: 10.17223/19988621/37/5.
Шипачев А.Н., Зелепугин А.С., Ильина Е.В., Зелепугин С.А. Моделирование динамического канально-углового прессования титановых образцов по двухпоршневой схеме нагружения // Деформация и разрушение материалов. 2012. № 10. С. 7-11.
Шипачев А.Н., Ильина Е.В., Зелепугин С.А. Деформирование титановых образцов при динамическом канально-угловом прессовании // Деформация и разрушение материалов. 2010. № 4. С. 20-24.
Русяк И.Г., Ермолаев М.А. Анализ влияния различных факторов на характеристики артиллерийского выстрела // Вестник ИжГТУ. 2014. № 4(64). С. 162-165.
Uehara T. Molecular dynamics simulation of grain refinement in a polycrystalline material under severe compressive deformation // Materials Sciences and Applications. 2017. V. 8. P. 918-932. DOI: 10.4236/msa.2017.812067.
Москвичев Е.Н., Скрипняк В.А., Лычагин Д.В., Козулин А.А., Скрипняк В.В. Влияние структуры на сопротивление пластической деформации алюминиевого сплава 1560 после обработки методом прессования рифлением // Письма о материалах. 2016. Т. 6. № 2. C. 141-145. DOI: 10.22226/2410-3535-2016-2-141-145.
Fagan T., Das R., Lemiale V., Estrin Y. Modelling of equal channel angular pressing using a mesh-free method // J. Materials Science. 2012. V. 47. P. 4514-4519. DOI: 10.1007/s10853-012-6296-3.
Столбовский А.В., Попов В.В., Попова Е.Н., Фалахутдинов Р.М., Шорохов Е.В. Особенности деформационного поведения бронз при динамическом канально-угловом прессовании // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 11-5. С. 858-863.
Khomskaya I.V., Zel'dovich V.I., Frolova N.Yu., Kheifets A.E., Shorokhov E.V., Abdullina D.N. Effect of high-speed dynamic channel angular pressing and aging on the microstructure and properties of Cu-Cr-Zr alloys // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. V. 447. 012007. DOI: 10.1088/1757-899X/447/1/012007.
Бродова И.Г., Зельдович В.И., Хомская И.В., Шорохов Е.В., Петрова А.Н., Хейфец А.Э., Ширинкина И.Г., Фролова Н.Ю. Структура и свойства субмикрокристаллических и нанокристаллических цветных металлов и сплавов при экстремальных воздействиях / под ред. И.Г. Бродовой. Екатеринбург: Издательство УМЦ УПИ, 2018. 363 с.
Valiev R.Z., Islamgaliev R.K., Alexandrov I.V. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation // Progress in Materials Science. 2000. V. 45. Issue 2. P. 103-189. DOI: 10.1016/s0079-6425(99)00007-9.
Горельский В.А., Зелепугин С.А. Численное моделирование компактирования порошков при осесимметричном ударе // Порошковая металлургия. 1992. № 4. С. 11-16. DOI: 10.1007/BF00796275.
