Аннотация:
Тесты Тейлора, предполагающие высокоскоростной удар образцов о жёсткую наковальню, широко используются для изучения динамического отклика различных металлических материалов. Чтобы расширить наши предыдущие экспериментальные исследования и выявить особенности тестов Тейлора в наномасштабе, здесь мы проводим молекулярно-динамическое моделирование для монокристаллической и поликристаллической меди, рассматривая как классические цилиндрические образцы, так и профилированные образцы с уменьшенной головной частью. Геометрическая форма образцов аналогична той, которая использовалась в экспериментах, но общая длина составляет 80 или 200 нм в отличие от образцов длиной 40 мм в экспериментах. Несмотря на разницу в пять порядков по длине, рассчитанные методом МД кривые относительной длины после удара в зависимости от скорости удара аналогичны экспериментально измеренным для миллиметровых образцов, но, как и ожидалось, показывают гораздо более высокую прочность наноразмерных образцов. Как монокристаллические, так и поликристаллические образцы подвержены потере исходной цилиндрической симметрии в процессе удара. В случае монокристалла это происходит из-за активации определённых систем скольжения. В случае поликристаллов это связано с анизотропией отдельных зёрен и отчётливо проявляется, когда профилированная часть образца содержит всего несколько зёрен по толщине. Эта потеря симметрии коррелирует с искажением формы профилированных образцов в наших экспериментах с отожжённой крупнозернистой медью, в которой наиболее крупные зёрна достигают миллиметровых размеров. Таким образом, наблюдаемое в эксперименте искажение симметрии имеет фундаментальную причину локализации пластического течения.
Ключевые слова:
испытание на удар по Тейлору, наноразмерный образец, молекулярная динамика, динамическая пластическая деформация, медь, монокристалл, поликристалл, потеря симметрии, локализация пластической деформации.
УДК:
539.3
Поступила в редакцию: 07.10.2024 Исправленный вариант: 29.11.2024
Полный текст:
PDF файл (48006 kB)