Многоуровневое моделирование пластичности и разрушения металлов
при динамическом нагружении
Московский физико-технический институт, г.Долгопрудный, Объединенный Институт Высоких Температур РАН, г.Москва
Работа посвящена многомасштабному моделированию, основанному на методе молекулярной динамики, процессов пластического деформирования и разрушения конденсированных сред при высокоскоростном деформировании в условиях ударных волн и волн разгрузки. Предпринята попытка построения теории наблюдаемых явлений, начиная с атомного уровня. Основными особенностями теории являются многомасштабный подход, анализ термодинамических путей процессов релаксации на фазовой диаграмме, явное использование стохастических свойств метода молекулярной динамики. Рассмотрено несколько «элементарных процессов» (формирование и рост полостей под действием растягивающих напряжений, зарождение и движение дислокаций), имеющих место в моно- и нанокристаллических материалах. Представлен пример многомасштабной модели откольных явлений, демонстрирующий возможности выхода за пространственные и временные масштабы прямого атомистического моделирования. Для описания межатомных взаимодействий в металлах (Al, Cu, Fe) используется метод погруженного атома. Приводится сопоставление с доступными экспериментальными данными. Обсуждается иерархия динамических и стохастических процессов.
