Разработка модели упруго-пластического поведения текстурованных изделий из сплавов на основе циркония Жук Дмитрий Игоревич

Краткое описание

Жук, Дмитрий Игоревич.
Разработка модели упруго-пластического поведения текстурованных изделий из сплавов на основе циркония : диссертация ... кандидата технических наук : 01.04.07 / Жук Дмитрий Игоревич; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»]. - Москва, 2020. - 139 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Жук Дмитрий Игоревич
Введение
Глава 1. Моделирование пластической деформации а-циркония
1.1 Циркониевые сплавы в атомной энергетике
1.2 Пластическая деформация циркония
1.2.1 Скольжение и двойникование в кристаллической структуре циркония
1.2.2 Совместная деформация поликристалла (системы зерен)
1.2.3 Формирование текстуры холодной прокатки в гексагональных металлах
1.3 Моделирование как метод научного познания
1.3.1 Метод конечных элементов и его реализации
1.3.2 Спектральные методы и быстрое преобразование Фурье
1.3.3 Применение МКЭ в приближении однородного изотропного или анизотропного тела
1.4 Базовые модели кристаллической пластичности в методе конечных элементов
1.4.1 Подход механики сплошных сред в моделировании кристаллической пластичности
1.4.2 Феноменологические модели кристаллического скольжения при пластической деформации
1.4.3 Модели пластической деформации, основанные на микроструктурных параметрах материала
1.5 Возможности по развитию методик моделирования текстуры и учета ее влияния на характеристики материалов
Глава 2. Применение моделирования кристаллической
пластичности для исследования процессов обработки материалов
2.1 Реализация моделей кристаллической пластичности
2.1.1 Подключение пользовательского материала к коммерческим программным пакетам
2.1.2 Свободно распространяемые пакеты для моделирования пластической деформации
2.2 Метод репрезентативного объемного периодического элемента
2.2.1 Граничные условия, условия периодичности и задание нагрузки на материал
2.2.2 Различные методы построения геометрии. Диаграммы Вороного
2.3 Методы исследования и описания текстуры материалов
2.3.1 Определение ориентации кристалла с помощью кватернионов
2.3.2 Методы получения набора дискретных ориентаций, соответствующих ФРО
Глава 3. Разработка методики учета двойникования при
моделировании пластической деформации материалов
3.1 Реализация учета двойникования при моделировании
3.1.1 Физические аспекты моделирования двойникования при пластической деформации
3.1.2 Математическая реализация переориентации в программном коде
3.2 Применение разработанного кода для случая прокатки
монокристалла циркония
3.2.1 Образцы из монокристаллов циркония и схема их прокатки
3.2.2 Расчетная модель прокатки монокристаллов
3.3 Результаты расчетов
3.3.1 Начальный этап при моделировании прокатки и первичные двойники
3.3.2 Дальнейшее формирование текстуры под действием скольжения и двойникования
3.3.3 Распределение интегральных параметров в процессе прокатки
3.4 Выводы
Глава 4. Анализ изменения текстуры при пластической
деформации труб из циркониевых сплавов методом моделирования кристаллической пластичности
4.1 Исходные данные для используемой модели материала
4.1.1 Параметры схемы прокатки циркониевых труб
4.1.2 Определение тензора деформаций и напряжений в различных областях трубы методом КЭ
4.1.3 Схема расчетной модели для предсказания эволюции текстуры при механической обработке
4.2 Результаты расчетов
4.2.1 Сравнение экспериментальных полюсных фигур с расчетными
4.2.2 Влияние (^-фактора и размера зерна на НДС и формирование текстуры при холодной прокатке
4.2.3 Определение свойств материала с помощью метода моделирования кристаллической пластичности
4.3 Выводы
Глава 5. Стабилизация размеров штампуемой ячейки
дистанционирующей решетки
5.1 Описание образцов и методы исследования исходных
труб-заготовок и конечных ячеек
5.1.1 Рентгеновские исследования текстуры циркониевых труб
5.2 Постановка задачи моделирования штамповки
5.2.1 Применение метода конечных элементов к исследованию влияния анизотропии на результат процесса штамповки ячеек ДР
5.2.2 Методы моделирования анизотропии сплава Zr-l% N1") штампуемых ячеек ДР и варьирования свойств
5.3 Результаты расчета
5.3.1 Остаточные напряжения в материале ячейки дистанционирующей решетки
5.3.2 Влияние текстуры исходных трубок на размеры
конечной ячейки
5.3.3 Влияние хода пуансона на размеры конечной ячейки
5.3.4 Нагрев заготовки при штамповке и его влияние на свойства материала
5.4 Выводы
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение А. Математическая реализация переориентации
зерна материала в программном коде
Приложение Б. Настройки материала в DAMASK для
циркония при комнатной температуре
Приложение В. Построение полюсных фигур по результатам
расчета в DAMASK
Приложение Г. Акт о внедрении результатов работы в ПАО
МСЗ