Вибори директора
  1. Головна
  2. Структура
  3. Матеріалознавство порошкових та композиційних матеріалів і покриттів
  4. 18. Відділ реологічних та фізико-хімічних основ технології порошкових матеріалів
  5. Кузьмов А.В.
  6. Публікація

Ефективна пластична поведінка пористих матеріалів зі структурою інверсного опалу

П.Коробко 1,
 
А.В.Кузьмов 1,2*,
 
М.Б.Штерн 1,2,
 
О.Г.Кіркова 1
 

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
2 Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського” , Київ
kavipms326@gmail.com

Usp. materialozn. 2023, 6:32-40
https://doi.org/10.15407/materials2023.06.032

Анотація

Базуючись на теоретичних засадах механіки композитів, методом скінченно-елементного моделювання детально досліджено ефективну пластичну поведінку пористого матеріалу з періодичною структурою інверсного опалу при одновісному навантаженні. Отриманих результатів виявилось достатньо, щоб апроксимувати загальну пластичну поведінку метаматеріалу еліптичною кривою текучості. Виявилось, що граничні напруження текучості за будь-яких схем навантаження матеріалу вкрай чутливі до пористості. Зокрема, нанесення додаткового покриття, навіть товщиною меншою від 0,05 діаметра сферичних пор (вихідних частинок полімеру), викликає збільшення границі текучості в рази.


Завантажити повний текст

ІНВЕРСНИЙ ОПАЛ, МЕТАМАТЕРІАЛИ, МІКРОМЕХАНІКА, ПЛАСТИЧНІСТЬ ПОРИСТИХ МАТЕРІАЛІВ, ТЕОРІЯ ПЛАСТИЧНОСТІ

Посилання

1. Агранович В.М., Гартштейн Ю.М. Пространственная дисперсия и отрицательное преломление света. Успехи физ. наук. 2006. Т. 49. С. 1029—1044. doi: 10.1070/PU2006v049n10ABEH006067

2. Rosario J.J., Berger J.B., Lilleodden E.T., McMeeking R.M., Schneider G.A. The stiffness and strength of metamaterials based on the inverse opal architecture. Extreme Vechanics Lett. 2016. Vol. 12. P. 86—96. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.eml.2016.07.006

3. Pikul J.H., Ozerinc S., Liu B., Zhang R., Braun P.V., Deshpande V.S., King W.P. High strength metallic wood from nanostructured nickel inverse opal materials. Scientific Reports. 2019. 9:719. P. 1—12.  doi: https://doi.org/10.1038/s41598-018-36901-3

4. Рудь В.Д., Мидуков В.3. Экспериментальное исследование пластических деформаций пористых тел. Порошковая металлургия. 1982. № 8. С. 10—16. doi: https://doi.org/10.1007/BF00795513

5. Shima S., Oyane M. Plasticity theory for porous metal. Int. J. Mech. Sci. 1976. Vol. 18, No. 6. P. 285—291.  doi: https://doi.org/10.1016/0020- 7403(76)90030-8

6. Green R.G. A plasticity theory for porous solids. Int. J. Mech. Sci. 1972. Vol. 14, No. 4. P. 215—224.  doi: https://doi.org/10.1016/0020- 7403(72)90063-X

7. Shtern M., Cocks A.C.F. The structure of constitutive laws for the compaction of metal powders. Recent Developments in Computer Modeling of Powder Tetallurgy Processes. IOS Press, 2001. P. 71—81.

8. Gurson A. Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth. Part I. Yield criteria and flow rules for porous ductile media. J. Engineering Mater. Technolog. 1977. Vol. 99. P. 2—15. doi:  https://doi.org/10.2172/7351470

9. Tvergaard V. On localization in ductile materials containing spherical voids. Int. J. Fract. 1982. Vol. 4, No. 18. P. 237—252.  doi:  https://doi.org/10.1007/BF00015686

10. Benzerga A., Leblond J.B. Ductile fracture by void growth to coalescence. Adv. Appl. Mech. 2010. Vol. 44. P. 169—305.  doi:  https://doi.org/10.1016/S0065-2156(10)44003-X

11. Fleck N.A. On the cold compaction of powders. J. Mech. Phys. Solids. 1995. Vol. 43. P. 1409—1431.  doi:  https://doi.org/10.1016/0022- 5096(95)00039-L

12. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А. Феноменологические теории прессования порошков. Киев: Наук. думка, 1982. 140 с.

13. Deshpande V.S., Fleck N.A. Isotropic constitutive model for metallic foams. J. Mech. Phys. Solids. 2000. No. 48. P. 1253—1283.  doi:   https://doi.org/10.1016/S0022-5096(99)00082-4

14. Borja R.I., Lee S.R. Cam-clay plasticity. Part 1. Implicit integration of elasto-plastic constitutive relations. Computer Methods in Appl. Mech. Engineering. 1990. Vol. 78 (1). P. 49—72.  doi:  https://doi.org/10.1016/0045- 7825(90)90152-C

15. Bakhvalov N.S., Panasenko G.P. Homogenisation: Averaging processes in periodic media. Kluwer Academic Publishers, 1989. 366 p.  doi:  https://doi.org/10.1007/978-94-009-2247-1

16. Christensen R.M. Mechanics of composite materials. New York: Wiley Interscience, 1979. 348 doi: p.  https://doi.org/10.1002/pol.1980.130181009

17. Победря Б. Механика композиционных материалов. Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1984. 336 c.

18.Kuzmov A., Olevsky E., Maximenko A. Multi-scale modeling of viscous sintering. Modelling and Simulation in Mater. Sci. Engineering. 2008. Vol. 16 (3). P. 035002.  doi:  https://doi.org/10.1088/0965-0393/16/3/035002

Публікації