отчет за 2019 год по теме "ИССЛЕДОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕОЛОГИИ, ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИК СОПРОТИВЛЕНИЯ РАЗРУШЕНИЮ КОМПОЗИЦИОННЫХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ"

В 2019 г. исследованы реологические свойства металломатричных композиционных материалов Д16/5% SiC и Д16/10% SiC с матрицей из алюминиевого сплава Д16 и армирующими частицами карбида кремния нано- и микронного размера; программный код специализированной компьютерной программы расчета характеристик сопротивления разрушению по опытным данным на внецентренное растяжение кольцевых образцов из ТВЭЛов с концентратором напряжений; прочностные характеристики металлосодержащих брикетов в зависимости от концентраций компонентов брикетируемого материала и условий брикетирования; напряженно-деформированное состояние вязкопластической полосы при прокатке в случае, когда границы очага деформации неизвестны; демпфирующие свойства тонкостенных элементов конструкций с легким энергоемким наполнителем; краевая задача стационарной теплопроводности (диффузии) в осесимметричной постановке; краевая задача конвекции тиксотропной и ньютоновской вязкой жидкости, описывающая течение жидкости под действием касательных напряжений. При выполнении работы получены следующие результаты. Установлено: 1) в диапазоне температур 300 - 400°С и скоростей деформаций 0,1 - 5 с⁻¹ в металломатричных композитах Д16/5% SiC и Д16/10% SiC происходят динамические релаксационные процессы, которые приводят к уменьшению сопротивления деформации с ростом степени деформации; 2) значения сопротивления деформации металломатричных композитов Д16/5% SiC и Д16/10% SiC при одних и тех же условиях термомеханического воздействия либо совпадают, либо имеют близкие значения, что говорит о положительном влиянии нанодисперсных частиц на удельные механические свойства композита. Создан и протестирован программный код специализированной компьютерной программы расчета методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния и характеристик сопротивления разрушению по опытным данным на внецентренное растяжение кольцевых образцов из ТВЭЛов с концентратором напряжений. На программу получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2019661814 от 09.09.2019 г. Права на условиях простой (неисключительной) лицензии на использование программного продукта переданы АО «Институт реакторных материалов» и АО «ГНЦ НИИАР». Экспериментальными методами изучены физико-механические свойства брикетов, полученных из хромового концентрата, в том числе плотность, ударная прочность и прочность на сжатие. В качестве связующего материала используется жидкое стекло. Математическое описание свойств брикетов выполнено с помощью методологии планирования эксперимента (проведен полный факторный эксперимент 23). Исследовано влияние параметров валкового брикетирования на угол захвата при брикетировании мелкодисперсных материалов. Построена модель с использованием понятия прокатки эквивалентной полосы на гладких валках. На основе известных данных при определении коэффициентов уплотнения материалов определено положение зон деформации материала - угла захвата, аналогично процессу прокатки порошков. Разработаны технологические рекомендации для проектирования оборудования и инструмента для валкового брикетирования по форме и геометрическим размерам ячеек на валках брикетировочных прессов. Разработан алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния вязкопластической полосы при плоской прокатке в случае, когда границы очага деформации неизвестны.