71. И.Н. Бородин Дискретное моделирование разрушения керамических композитов скачать в хорошем качестве

71. И.Н. Бородин Дискретное моделирование разрушения керамических композитов

21 ноября 2024 года состоялось 71-е заседание междисциплинарного научного семинара «МЕХАНИКА: эксперимент, моделирование, приложения». Доклад "Дискретное многомасштабное моделирование разрушения керамических композитов в трехмерной постановке" сделал И.Н. Бородин, School of Engineering, University of Manchester, UK Аннотация Развитие дискретной математики и программного обеспечения для создания полностью дискретных моделей материалов с реалистичной топологией и геометрией зеренной микроструктуры [1,2] позволило по-новому взглянуть на моделирование процессов разрушения. В частности, в работах [3,4] были смоделированы сети включений графена в нанокомпозитах, и было исследовано, как их пространственное упорядочение влияет на топологию множественного растрескивания. В настоящем докладе на примере высокотемпературных керамик на основе диоксида циркония дополнительно исследуется квазистатический рост макроскопической трещины, и обсуждаются влияние агломерации включений и бриджинга макротрещины [5], а также сопутствующие процессы множественного растрескивания в области ее вершины. Моделирование проводится с 12-ю различными порошками удлиненных включений, обладающих разными массовыми долями и параметрами распределения включений по размерам. Детальный анализ вклада различных факторов в скорость диссипации упругой энергии позволяет объединить моделирование разрушения с генетическими подходами к дизайну материалов для определения микроструктур дефектов, максимизирующих устойчивость керамических композитов к процессам разрушения. Исследования керамических композитов поддержаны проектами РНФ (M.Ю. Гуткин, А.Г. Шейнерман) 18-19-00255 (https://rscf.ru/project/18-19-00255/) и 23-19-00236 (https://rscf.ru/project/23-19-00236/). Публикации по теме доклада: [1] P. Boom, O. Kosmas, L. Margetts, A.P. Jivkov, A geometric formulation of linear elasticity based on discrete exterior calculus. International Journal of Solids and Structures 236-237 (2021) 111345. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.20... [2] Elijah Borodin, Oleg Bushuev, Vladimir Bratov, Andrey P. Jivkov, Discrete model for discontinuous dynamic recrystallisation applied to grain structure evolution inside adiabatic shear bands, Journal of Materials Research and Technology, 30 (2024) 2125-2139. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.0.... [3] E.N. Borodin, A.G. Sheinerman, O.Yu. Bushuev, M.Yu. Gutkin, A.P. Jivkov, Defect-induced fracture topologies in Al2O3 ceramic-graphene nanocomposites, Materials & Design, 239 (2024) 112783, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.... [4] E.Borodin, A.P. Jivkov, A.G. Sheinerman, M. Yu. Gutkin, Optimisation of rGO-enriched nanoceramics by combinatorial analysis. Materials and Design 212 (2021) 110191. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021... [5] A.G. Sheinerman, Modeling of fracture toughness enhancement and reduction in fully dense ceramic/graphene composites, European Journal of Mechanics - A/Solids, 98 (2023) 104891, https://doi.org/10.1016/j.euromechsol....