Многомасштабное исследование процессов дислокационной пластичности металлов в широком диапазоне скоростей деформации и температур

Проект предполагает комплексное многомасштабное теоретическое исследование процессов дислокационной пластичности в металлах с ГЦК (алюминий и медь), ОЦК (железо и молибден) и ГПУ (титан и магний) кристаллическими решетками. Исследование будет проведено на атомарном уровне (методом молекулярной динамики), уровне дислокационной структуры (методом дискретной дислокационной динамики) и макроскопическом уровне (континуальная модель на основе уравнений механики сплошных сред с учетом дислокационной подсистемы). Дислокации представляют собой один из основных видов дефектов кристаллической решетки и в существенной степени определяют механические свойства металлов. Несмотря на богатую историю исследований и большой накопленный материал в области дислокационной пластичности, модели с явным учетом дислокационной подсистемы не приобрели в настоящее время широкого распространения при моделировании квазистатической и динамической деформации. Отчасти это связано с тем, что качественные закономерности поведения дислокаций во многом понятны, а вот количественные нуждаются в дополнительном исследовании. Проект направлен на создание полной методики определения таких количественных закономерностей для конкретных металлов, разработку на их основе дислокационных моделей пластичности, применимых в диапазоне от квазистатических условий деформирования до сверхвысоких скоростей деформации. Последующее использование дислокационных моделей в инженерной практике позволит получить конкурентное преимущество при разработке новых технологий, поскольку такие модели дают более достоверные прогнозы механического отклика материалов при выходе за рамки экспериментально исследованных режимов деформации. Особое внимание в проекте будет уделено проблемным вопросам дислокационной пластичности: будут исследованы процессы нуклеации дислокаций в идеальной решетке и в решетке вблизи свободных поверхностей, границ зёрен, инородных включений; будет исследована возможность и условия сверхзвукового движения дислокаций.