Баранова Анна Александрова (Пермь, Россия) – бакалавр кафедры теоретической механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский проспект, 29, e-mail: aniabar@mail.ru).

Селянинов Александр Анатольевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры теоретической механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29,e-mail:  luba@theormech.pstu.ac.ru).

Вихарева Елена Владимировна (Пермь, Россия) – доктор фармацевтических наук, заведующая кафедрой аналитической химии Перм­ской государственной фармацевтической академии (614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2, e-mail: perm@pfa.ru).

1. Селянинов А.А., Тотмянина А.В, Подгаец Р.М. Биомеханическое сопровождение коррекции зубного ряда с применением эластопозиционеров // Российский журнал биомеханики. – 2012. – Т. 16, № 1(55). – С. 57–79.

2. Кинетика процесса сушки мягких желатиновых капсул с гидрофильными наполнителями / Н.А. Иванова, Я.А. Разепина, А.А. Селянинов, Е.В. Вихарева, А.В. Сульдин // Фармация. – 2012. – № 3. – С. 40–42.

3. Выбор параметров протеза стремени при стапедопластике на основе собственных частот / А.А. Селянинов, А.М. Еловиков, Т.С. Бородулина, Р.М. Подгаец // Российский журнал биомеханики. – 2009. – Т. 13, № 4. – С. 42–53.

4. Об утверждении инструкции о порядке уничтожения лекарственных средств: приказ МЗРФ №382 от 15.12. 2002 г.

5. Разработка кинетической модели процесса сушки мягких желатиновых капсул с гидрофильным наполнителем / С.А. Бокова, А.А. Баранова, А.А. Селянинов, Е.В. Вихарева // Вестн. Перм. гос. фарм. акад. – 2011. – № 8. – С. 197–199.

6. Вихарева Е.В, Селянинов А.А., Ившина И.Б. Кинетическая схема процесса биодеструкции парацетамола с истекшим сроком годности // Российский журнал биомеханики. – 2006. – Т. 10, № 3. – С. 72–79.

7. Математическое моделирование процесса биодеструкции парацетамола актинобактериями рода Rhodococcus / Е.В. Вихарева, А.А. Селянинов, И.Б. Ившина, Ю.И. Няшин // Российский журнал биомеханики. – 2007. – Т. 11, № 2. – С. 93–100.

8. Математическая модель процесса биодеструкции парацетамола как открытой системы / Е.В. Вихарева, А.А. Селянинов, Ю.Л. Данилов, И.П. Рудакова [и др.] // Российский журнал биомеханики. – 2008. – Т. 12, № 2. – С. 41–54.

9. Селянинов А.А., Вихарева Е.В.. Кинетика биодеструкции лекарственных средств – производных фенола, изохилина и карбоновых кислот // Российский журнал биомеханики. – 2010. – Т. 14, № 2. – С. 79–91.

10. Государственная Фармакопея СССР. Вып. 2: Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. – 11-е изд., доп. – М.: Медицина, 1989. – С. 143–145.

Ильина Елена Сергеевна (Томск, Россия) – инженер лаборатории моделирования физико-химических явлений в современных технологиях Национального исследовательского Томского Политехнического Университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, е-mail: Lina­sergg@mail.ru).

Демидов Валерий Николаевич (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент Кафедры физики высоких технологий в машиностроении Национального исследовательского Томского Политехнического Университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, е-mail: vn_demidov@mail.ru).

Князева Анна Георгиевна (Томск, Россия) – доктор физ.-мат. наук, профессор, зав. лабораторией моделирования физико-хими­чес­ких явлений в современных технологиях Национального исследовательского Томского Политехнического Университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30), главный научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, Томск, Академический пр. 2/4, e-mail: anna-knyazeva@mail.ru).

1. Ионная имплантация: сб. ст. / под ред. Дж.К. Хирвонена. – М.: Металлургия, 1985. – 392 с.

2. Амирханов И.В. Численный расчет температурных эффектов в материалах при облучении их тяжелыми ионами высоких энергий в рамках уравнений теплопроводности для электронов решетки // Препринт ОИЯИ. – Дубна, 2004. – С. 23. – URL: http://wwwinfo.jinr.ru/~ze­mel/grant01/index.html.

3. Амирханов И.В. Численное моделирование испарения металлов под действием импульсных ионных пучков // Препринт ОИЯИ. – Дубна, 2003. – С. 21. – URL: http://wwwinfo.jinr.ru/~zemel/grant01/in­dex.html.

4. Численное моделирование фазовых переходов в металлах, облучаемых импульсными пучками ионов // Препринт ОИЯИ / И.В. Амирханов, Е.В. Земляная, И.В. Пузынин [и др.]. – Дубна, 2001. – С. 15. – URL: http://jdsweb.jinr.ru/record/57972/files/p11-2001-164.pdf.

5. Бойко В.И., Евстигнеев В.В. Введение в физику взаимодействия сильноточных пучков заряженных частиц с веществом. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 136 с.

6. Взаимодействие импульсных пучков заряженных частиц с веществом / В.И. Бойко, В.А. Скворцов, В.Е. Фортов, И.В. Шаманин. – М.: Физматлит, 2003. – 288 с.

7. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / под ред. Дж. М. Поута, Г. Фоти, Д.К. Джекобсона, А.А. Углова / пер. с англ. Н.К. Мышкина, А.В. Белого, В.М. Анищика. – М.: Машиностроение, 1987. – 424 c.

8. Князева А.Г. Нелинейные модели деформируемых сред с диффузией // Физическая мезомеханика. – 2011. – № 6. – 35–51 с.

9. Титановые сплавы в машиностроении / под ред. Г.И. Капырина. – Л.: Машиностроение, 1977. – 125 с.

10. Алюминий: свойства и физическое металловедение / под ред. Дж.Е. Хэтча. – М.: Металлургия, 1989. – 425 с.

11. Лыков А.В. Тепломассообмен: справочник. – М.: Энергия, 1978. – 450 с

12. Калиткин Н.Н. Численные методы. – М.: Наука, 1978. – 512 с.

В сталях наблюдаются все известные для твердого состояния фазовые превращения: полиморфное с широким спектром морфологических и кинетических особенностей; эвтектоидный распад (перлитное превращение); распад пересыщенных твердых растворов внедрения и замещения; упорядочение с изменением ближнего и дальнего порядка в аустените и мартенсите. Важная особенность данных систем заключается также в резко различающейся диффузионной подвижности металлических атомов и углерода, поэтому при превращениях перестройка кристаллической решетки может происходить наряду с диффузионным перераспределением углерода и легирующих элементов.

В представленной работе в рамках подхода диффузионной границы производится моделирование изменения структурного состояния сплавов, происходящего при термомеханической нагрузке. В подходе «диффузионной границы» форма и взаимное расположение областей, которые составляют микроструктуру, описываются непрерывными по пространству и времени функциями, переменными фазового поля, поэтому положение границы с течением времени неявно определяется изменением данных параметров. Изменение во времени переменных фазового поля описывается кинетическими уравнениями, которые были получены в рамках термодинамики необратимых процессов. Фаза рассматривается как область, которая в равновесном состоянии имеет вполне определенный термодинамический потенциал, отличный от потенциала других фаз. С целью выделения областей системы с различными значениями термодинамического потенциала вводится совокупность параметров, определяющих доли различных фаз. Учитываются также особенности твердофазного состояния, когда сильное межатомное взаимодействие вызывает при превращениях возникновение полей упругих напряжений, а стремление системы к снижению энергии упругой деформации обусловливает действие различных релаксационных механизмов, которые влияют на форму, ориентировку, взаимное расположение и внутреннюю структуру кристаллов новых фаз. В работе представлен алгоритм решения рассмотренной задачи и результаты численного эксперимента по моделированию изотермических мартенситных переходов в сталях.

Ключевые слова: стали, фазовые переходы, неоднородные системы, структура, неупругое деформирование.

Исупова Ирина Леонидовна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: enotyfor­ever@yandex.ru).

1. Исупова И.Л., Трусов П.В. Математическое моделирование фазовых превращений в сталях при термомеханической нагрузке // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 4. – С. 62–78.

2. Allen S.M., Cahn J.W. Microscopic theory for antiphase boundary motion and its application to antiphase domain coarsening // Acta Metallurgia. – 1979. – Vol. 27(6). – P. 1085–1095.

3. Cahn J.W. Adopting thermodynamics to material science problems // J. Phase Equilibria. – 1994. – Vol. 15. – P. 373–379.

4. Cahn J.W., Hilliard J.E. Free energy of a non-uniform systems. I. Interfacial free energy // J. Chem. Phys. – 1958. – Vol. 28. – P. 258–266.

5. Cahn J.W., Hilliard J.E. Free energy of a non-uniform systems. III. Nucleation in a two-component incompressible fluid // J. Chem. Phys. – 1959. – Vol. 31. – P. 688–699.

6. Chuang Y.-Y., Chang Y.A. A Thermodynamic Analysis and Calculation of the Fe-Ni-Cr Phase Diagram // Metall. Mater. Trans. – 1987. – Vol. 18A. – P. 733.

7. Dinsdale A. T. SGTE Data for Pure Elements // Calphad. – 1991. –Vol. 15. – P. 317–425.

8. Guggenheim E.A. Thermodynamics: an advanced treatment for chemists and physicists. – North-Holland Publishing Company. 1967.

9. Larche F.C., Cahn J.W. The interactions of composition and stress in crystalline solids // Acta Metall. – 1985. – Vol. 33. – P. 331–367.

10. Miettinen J. Calculation of solidification-related thermophysical properties for steels // Metall. Mater. Trans B. –1997. – Vol. 28A. – P. 281–297.

11. Myoung-Gyu Lee, Sung-Joon Kim, Heung Nam Ham Crystal plasticity finite element modeling of mechanically induced martensitic transformation (MIMT) in metastable austenite//International Journal of Plasticity. – 2010. – Vol. 26. – P. 688–710.

12. Steinbach I., Apel M. Multi-phase field model for solid state transformation with elastic strain // Physica D. – 2006. – Vol. 217. – P. 153–160.

13. A phase field concept for multi-phase systems / I. Steinbach [et al.] // Physica D. – 1996. – Vol. 94. – P. 135–147.

14. The multi-phase field model with an integrated concept for modeling solute diffusion / J. Tiaden [et al.]// Physica D. – 1998. – Vol. 115. – P. 73–86.

15. Wang J., Chen L.-Q., Khachaturyan A.G. Kinetics of the Strain-Induced Morphological Transformation in Cubic Alloys with Miscibility Gap // Acta Metall. Mater. – 1993. – Vol. 41. – P. 279–296.

Рассматривается задача описания упрочнения систем скольжения дислокаций за счет границ кристаллитов в поликристаллическом агрегате. Излагается один из физически возможных механизмов взаимодействия дислокации с границей кристаллита: прохождение краевой решеточной дислокации через общую границу соседних кристаллитов в наиболее благоприятно ориентированную систему соседнего кристаллита. Результатом такого акта в силу различной ориентации кристаллитов является появление в границе дислокации ориентационного несоответствия (ДОН). Поле упругих напряжений ДОН препятствует дальнейшему скольжению решеточных дислокаций. Предлагается соотношение для критических напряжений по системам сдвига решеточных дислокаций, обусловленных влиянием на них границы, которое может быть использовано в физических многоуровневых моделях неупругого деформирования.

Ключевые слова: скольжение, упрочнение, физические теории пластичности, неупругое деформирование, дислокации ориентационного несоответствия, решеточные дислокации.

Кондратьев Никита Сергеевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: KondratevNS@gmail.com).

Трусов Петр Валентинович (Пермь, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: tpv@matmod.pstu.ac.ru).

1. Волегов П.С., Никитюк А.С., Янц А.Ю. Геометрия поверхности текучести и законы упрочнения в физических теориях пластичности // Вестник ПГТУ. Математическое моделирование систем и процессов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – Т. 17. – С. 25–33.

2. Кондратьев Н.С., Трусов П.В. О мере разориентации систем скольжения соседних кристаллитов в поликристаллическом агрегате // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – № 2. – С.112–127.

3. Новиков И.И. Дефекты кристаллического строения металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 208 с.

4. Определяющие соотношения и их применение для описания эволюции микроструктуры / П.В. Трусов, В.Н. Ашихмин, П.С. Волегов, А.И. Швейкин // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 3. – С. 61–71.

5. Трусов П.В., Ашихмин В.Н., Швейкин А.И. Двухуровневая модель упругопластического деформирования поликристаллических материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2009. –Т. 15, № 3. – С. 327–344.

6. Трусов П.В., Волегов П.С. Определяющие соотношения с внутренними переменными и их применение для описания упрочнения в монокристаллах // Физическая мезомеханика. – 2009. – Т. 12, № 5. – С. 65–72.

7. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 1: Жесткопластические и упругопластические модели // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 1. – С. 5–45.

8. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 2: Вязкопластические и упруговязкопластические модели // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 2. – С. 101–131.

9. Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 3: Теории упрочнения, градиентные теории // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – №3. – С. 146–197.

10. Трусов П.В., Волегов П.С., Янц А.Ю. Описание внутризеренного и зернограничного упрочнения моно- и поликристаллов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. – 2010. – № 98. – С. 110–119.

11. Трусов П.В., Швейкин А.И. Многоуровневые физические модели моно- и поликристаллов. Прямые модели // Физическая мезомеханика / Ин-т физики прочности и материаловедения СО РАН. – Томск, 2011. – Т. 14, №5. – С. 5–30.

12. Трусов П.В., Швейкин А.И. Многоуровневые физические модели моно- и поликристаллов. Статистические модели // Физическая мезомеханика / Ин-т физики прочности и материаловедения СО РАН. – Томск, 2011. – Т. 14, № 4. – С. 17–28.

13. Трусов П.В., Швейкин А.И. Теория пластичности. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 419 с.

14. Многоуровневые модели неупругого деформирования материалов и их применение для описания эволюции внутренней структуры / П.В. Трусов, А.И. Швейкин, Е.С. Нечаева, П.С. Волегов // Физическая мезомеханика. – 2012. – Т. 15, № 1. – С. 33–56.

15. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. – М.: Атомиздат, 1972. – 600 с.

16. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. – М.: Мир, 1972. – 408 с.

17. Constitutive relations and their application to the description of microstructure evolution / P.V. Trusov, V.N. Ashikhmin, P.S. Volegov, A.I. Shveykin // Physical Mesomechanics. – January–April 2010. – Vol. 13, Iss. 1–2. – P. 38–46.

18. Trusov P.V., Volegov P.S. Internal variable constitutive relations and their application to description of hardening in single crystals // Physical Mesomechanics. – May–August 2010. – Vol. 13, Iss. 3–4. – P. 152–158.

Исследуются демпфирующие свойства волокнистых композиционных материалов, армированных волокнами с вязкоупругими покрытиями. Показано, что для таких материалов имеет место эффект повышения диссипативных характеристик, если толщина вязкоупругих покрытий волокон очень мала. Обнаруженный эффект приводит, по существу, к дополнительному пику в зависимости эффективного модуля потерь волокнистого композита от толщины покрытия, который реализуется для тонких покрытий, когда динамический модуль упругости (т.е. жесткость композита) еще достаточно велик. При этом повышение эффективного модуля потерь композита для оптимальных значений толщин дополнительного вязкоупругого слоя столь значительно, что можно говорить о синергетическом эффекте, ибо эффективный модуль потерь многократно превышает модуль потерь вязкого покрытия.

В работе исследована зависимость эффективных вязкоупругих свойств слоистых композитов от физических параметров композита (от толщины вязких покрытий на волокнах, объёмной доли волокон). В качестве примера рассмотрен плоский слоистый композитный пакет на основе эпоксидной матрицы, квазиизотропный в плоскости со слоями, армированными стеклянными волокнами с покрытием на основе полиуретана. Для теоретических расчётов привлекаются классические модели механики композиционных материалов и метод комплексных модулей. Для определения эффективных характеристик монослоя волокнистого композита рассматриваются две постановки задач – в плоскости изотропии и в перпендикулярной к ней плоскости. Эффективный объёмный модуль и модуль сдвига в трансверсальной плоскости определяются соответственно по методу трех фаз Эшелби из решения задач всестороннего растяжения (сжатия) поперек волокон и чистого сдвига в трансверсальной плоскости. Модуль сдвига вдоль волокон определяется по методу трех фаз Эшелби из решения задачи чистого сдвига вдоль волокон в цилиндрической системе координат. Эффективные модуль Юнга и коэффициент Пуассона в направлении волокон определяются совместно из решения задачи об одноосном растяжении в цилиндрической системе координат.

Ключевые слова: волокнистый композит, демпфирование, волокна с покрытием, метод комплексных модулей, слоистые композиты, модули потерь.

Лурье Сергей Альбертович (Москва, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Института прикладной механики РАН (119991, г. Москва, Ленинский пр., д.32А, e-mail: salurie@mail.ru).

Соляев Юрий Олегович (Москва, Россия) – научный сотрудник Института прикладной механики РАН (119991 г. Москва, Ленинский пр., д.32А, e-mail: solyaev@bk.ru).

Андрюнина Марина Алексеевна (Москва, Россия) – заведующая отделом Национального института авиационных технологий (127051, Москва, ул. Петровка, 24, e-mail: niat3.10@gin.ru).

Лыкосова Елена Дмитриевна (Москва, Россия) – младший научный сотрудник Института прикладной механики РАН (119991 г. Москва, Ленинский пр., д.32А, e-mail: elykosova@mail.ru).

1. Christensen R.M., Lo K.H. Solutions for effective shear properties in three phase and cylinder models // J. Mech. And Phys. Solids. – 1979. – No. 27. – P. 315–330.

2. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. – М.: Мир, 1982. – 335 с.

3. Kerner E.H. The elastic and thermoelastic properties of composite media // Proc. Phys. Soc. – 1956. –Vol. 69 – P. 808.

4. Van der Pol C. On the rheology of concentrated dispersions // Rheol. Acta – 1958. –Vol. 1 – P. 198.

5. Christensen R.M. Critical evaluation for a class of micro-mechanics models // Journal of the Mechanics and Physics of Solids – 1990. – Vol. 38. – Iss. 3. – P. 379–404.

6. Herve E., Zaoui A. N-layered inclusion-based micromechanical modelling // Int. J. Engng Sci. – 1993. – Vol. 31, No.1 – P. l–10.

7. Christensen R.M. Two Theoretical Elasticity Micromechanics Models // Journal of Elasticity – 1998. –Vol. 50. – Iss. 1 – P. 15–25.

8. Zheng Q.-S., Du D.-X. An explicit and universally applicable estimate for the effective properties of multiphase composites which accounts for inclusion distribution // J. Mech. Phys. Solids. – 2001. – Vol. 49. – No. 11. – P. 2765–2788.

9. Christensen R.M. Two Theoretical Elasticity Micromechanics Models // Journal of Elasticity – 1998. – Vol. 50. – Iss. 1 – P. 15–25.

10. Gusev A.A., Lurie S.A. Loss amplification effect in multiphase materials with viscoelastic interfaces // Macromolecules. – 2009. – Vol. 42. – Iss. 14. – P. 5372–5377.

11. Васильев В.В. Композиционные материалы: справочник. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.

Проанализировано и выделено два основных механизма влияния поля напряжений на диффузию примеси в твердом теле. На основании анализа математической модели процесса сделан вывод о том, что в случае симметричного нанесения покрытия, по сути, работает только один из них. Вывод подтвержден экспериментально на примере системы Ni(Cu). Методика и результаты эксперимента изложены в работе наряду с результатами расчета. Описаны некоторые возможные обобщения диффузионной модели для структурно-неоднородной среды.

Ключевые слова: диффузия, напряжения, внешнее нагружение, моделирование, эксперимент, структурно-неоднородная среда.

Миколайчук Михаил Александрович (Томск, Россия) – ассистент кафедры физики высоких технологий в машиностроении Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, e-mail: mishas@sibmail.com).

Князева Анна Георгиевна (Томск, Россия) – доктор физ.-мат. наук, профессор, завлабораторией моделирования физико-химических явлений в современных технологиях Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, пр. Ленина, 30), главный научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, Томск, Академический пр. 2/4, e-mail: anna-knyazeva@mail.ru).

Грабовецкая Галина Петровна (Томск, Россия) – доктор физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, Томск, Академический пр. 2/4, e-mail: grabg@ispms.tsc.ru).

Мишин Иван Петрович (Томск, Россия) – младший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН (634021, Томск, Академический пр. 2/4; e-mail: mishinv1@yandex.ru).

1. Vollenweider Kilian, Sahli Beat, Fichtner Wolfgang Ab initio calculations of arsenic in silicon: Diffusion mechanism and strain dependence // Phys. Rev. B. – 2010. – Vol. 81, no. 17. – P. 174–119.

2. Diffusion in strained Si(Ge) / N.E.B. Cowern, P.C. Zalm, P. van der Sluis, D.J. Gravesteijn, W.B. de Boer // Phys. Rev. Lett. – 1994. – Vol. 72, no. 16. – P. 2585–2588.

3. Continuum and atomistic models of strongly coupled di_usion, stress, and solute concentration / Hamed Haftbaradaran, Jun Song, W.A. Curtin, Huajian Gao // Journal of Power Sources. – 2011. – No. 196. – P. 361–370.

4. Князева А.Г., Миколайчук М.А. Насыщение пластины примесью из окружающей среды в условиях механического нагружения // Изв. РАН. Механика твердого тела. – 2011. – № 5. – C. 43–57.

5. Сухомлин Г.Д., Копецкий Ч.В., Андреева А.В. Специальные множественные стыки границ зерен в ГЦК-материалах // Физика металлов и металловедение. – 1986. – Т. 62. – Вып. 2. – С. 349–357.

6. Лариков Л.Н., Исайчев В.И. Диффузия в металлах и сплавах. – Киев: Наукова думка, 1986. – 520 с.

7. Сравнительные исследования зернограничной диффузии меди в субмикро- и крупнокристаллическом никеле / Г.П. Грабовецкая, И.В. Раточка, Ю.Р. Колобов, Л.Н. Пучкарева // Физика металлов и металловедение. – 1997. – Т. 83, № 3. – С. 112–116.

8. Мишин Ю.М., Разумовский И.М. Математические модели и методы определения диффузионных параметров индивидуальных границ // Структура и свойства внутренних поверхностей раздела в металлах. – М.: Наука, 1988. – C. 96–132.

9. Миколайчук М.А., Князева А.Г. Влияние напряжений и деформаций на перераспределение примеси в пластине в условиях одноосного нагружения // Прикладная механика и техническая физика. – 2010. – Т. 51, № 3. – C. 147–157.

10. Fisher J.C. Calculation of diffusion penetration curves for surface and grain boundary diffusion // J.Appl. Phys. – 1951. – Vol. 22, no. 1. – P. 74–77.

11. Кесарев А.Г., Кондратьев В.В., Ломаев И.Л. К теории зернограничной диффузии в наноструктурных материалах в условиях насыщения диффузантом приграничной области // Физика металлов и металловедение. – 2011. – Т. 112, № 1. – С. 47–55.

12. Определение параметров зернограничной диффузии и сегрегации Co в W с использованием уточненной модели зернограничной диффузии / В.В. Попов, А.В. Сергеев, Н.К. Архипова, А.Ю. Истомина // Физика металлов и металловедение. – 2011. – Т. 112, № 3. – С. 273–294.

13. Кесарев А.Г., Кондратьев В.В. О влиянии внутренних напряжений на диффузию в наноструктурных сплавах // Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104, № 3. – С. 5–11.

14. Миколайчук М.А., Князева А.Г. Модель диффузии примеси в структурно-неоднородной деформируемой среде // Известия вузов. Физика. – 2012. – Т. 55. – Т 5/2. – С. 74–80.

15. Christopher S.A., Kumar M., King W.E. Analysis of grain boundary networks and their evolution during grain boundary engineering // Acta Materialia. – 2003. – Vol. 5, no. 3. – Р. 687–700.

16. Князева А.Г., Миколайчук М.А. Об одной задаче диффузии в трехкомпонентной системе с двумя временами релаксации // Известия вузов. Физика. – 2011. – № 11. – C. 46–52.

17. Жоу Д., Касас-Баскес Х., Лебон Дж. Расширенная необратимая термодинамика: пер. с англ. / Институт компьютерных исследований: регулярная и хаотическая динамика. – М.; Ижевск, 2006. – 528 с.

18. Алдушин А.П., Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. О некоторых особенностях горения конденсированных систем с тугоплавкими продуктами реакции // Докл. АН СССР. – 1972. – Т. 204, № 5. – С. 1139–1142.

19. Назаренко Н.Н., Князева А.Г. Механические напряжения в сферолитах в процессе растворения кальций-фосфатов в биологических жидкостях // Физическая мезомеханика. – 2010. – Т. 13, № 3. – С. 95–99.

20. Многоуровневые модели неупругого деформирования материалов и их применение для описания эволюции внутренней структуры / П.В. Трусов, А.И. Швейкин, Е.С. Нечаева, П.С. Волегов // Физическая мезомеханика. – 2012. – Т. 15, № 1. – С. 33–56.

Слух является одним из чувств, с помощью которых мы познаём окружающий мир. Нарушение слуха вследствие травм или патологии отрицательно сказывается на качестве жизни, поскольку человек не может выполнять коммуникативные функции. Отосклероз – одно из частых заболеваний. Хирургическое лечение – стапедопластика. Данный вид операции относится к микрохирургическим операциям. Методика данной операции известна с 1958 года. При стапедопластике одним из самых уязвимых звукопроводящих звеньев системы слуховых косточек является стремя, которое заменяется стержневым протезом поршневого типа. Для определения собственных частот имплантата стремени применяется метод конечных элементов. Получено дифференциальное уравнение продольных колебаний стержня. Собственные частоты протеза значительно выше звукового диапазона и попадают в сверхвысокочастотный МГц-диапазон. С целью уменьшения влияния излучения мобильных телефонов и сигнализации автомобилей на слуховую систему человека вводится критерий вывода первых собственных частот протеза из МГц-диапазона, поэтому материал и форма протеза определяются из условия минимума первой собственной частоты. Протез моделируется в пакете инженерной программы. Выбирались формы, соответствующие продольным колебаниям, которые обеспечивают проводимость слуха из среднего уха во внутреннее ухо. Рассматривались собственные частоты однородного стержня из различных материалов. По результатам лучшими материалами являются тефлон и золото. Для определения собственных частот произведено сравнение аналитического решения и приближенного, полученного при помощи метода конечных элементов (МКЭ). Результаты сравнения показали правильность метода реализации решения в программе и возможность усложнения расчетов.

Ключевые слова: стапедопластика, форма стержневого протеза, сверхвысокие собственные частоты, тефлон.

Нигматуллина Сания Вадимовна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры теоретической механики Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sonya.nigmatullina@mail.ru).

Селянинов Александр Анатольевич (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: luba@theormech.pstu.ac.ru).

1. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика. – СПб.: Политехника, 2000. – 463 с.

2. Бородулина Т.С., Селянинов А.А., Подгаец Р.М. Выбор параметров протеза стремени при стапедопластике на основе собственных частот //Российский журнал биомеханики. – 2009. – Т. 13, № 4 (46). – С. 42–53

3. Биофизика / Ю.А. Владимиров, Д.И. Рощупкин, А.Я. Потапенко, А.И. Деев. – М.: Медицина, 1983. – 272 с.

4. Вульштейн Х. Слухоулучшающие операции. – М.: Медицина, 1972. – 426 с.

5. Ремизов А.Н. Краткий курс медицинской и биологической физики: лекции и семинары / под ред. проф. А.Н. Ремизова; Рос. гос. мед. ун-т. – М., 2001. – 383 с.

6. Рудня П.Г. Атлас оперативной оториноларингологии. – М.: Медицина, 1983.

7. Rosowski J.J. Mechanism of sound conduction in normal and diseased ears // The Function and Mechanics of Normal, Diseased and Reconstructed Middle Ear. – Hague: Kugler Publications, 2000. – P. 137–145.

8. Колебания линейных систем / под ред. В.В. Болотина. – Т. 1. – М.: Машиностроение, 1978. – 352 с.

Процессы равноканального многоуглового прессования находят применение во многих областях физики твердого тела и материаловедения. Динамика равноканального многоуглового прессования зависит от реологии деформируемых материалов, но недостаточно изучена для вязких течений в штампах с подвижными стенками, что и определяет актуальность исследования. В настоящей работе выполнено феноменологическое описание технологических процессов равноканального многоуглового прессования, основанное на численном математическом моделировании вязких течений физических моделей полимерных материалов через двухповоротный сегаловский штамп с подвижной стенкой. Построена численная конечно-разностная модель плоского вязкого ньютоновского течения несжимаемой сплошной среды в многоугловой области с подвижной входной стенкой штампа, основанная на постановке и численном решении краевой задачи для уравнений Навье–Стокса в форме уравнения переноса вихря. Численное интегрирование уравнения переноса вихря реализуется на основании конечно-разностного подхода в соответствии с методом перемежающихся направлений. Учет наличия подвижной входной стенки многоуглового штампа, движущейся параллельно направлению экструзии, обеспечивается заданием соответствующего граничного условия для функции вихря, записанной для узлов, относящихся к подвижной стенке штампа. Предложенная конечно-разностная форма граничного условия содержит безразмерную скорость подвижной входной стенки штампа. Численные решения краевой задачи показывают, что наличие подвижной входной стенки штампа, задающей переносное движение в системе, оказывает существенное влияние на характер вязкого течения материала в окрестности подвижной стенки. Установлено, что в случае когда подвижная стенка движется навстречу вязкому потоку, ближайшая к подвижной стенке линия тока «ускоряется» по сравнению со случаем неподвижной стенки. Гидродинамически наблюдаемый эффект объясняется тем, что расход вязкого потока остаётся неизменным, поскольку средняя скорость угловой экструзии одна и та же. Прилегающий к подвижной стенке слой вязкого материала движется со скоростью, примерно равной скорости стенки, навстречу экструдируемому потоку. Поэтому площадь живого сечения потока уменьшается, а значит, скорость потока возрастает. Ротационная трактовка состоит в том, что в прилегающем к движущейся стенке слое вязкого материала образуется отрицательный макроскопический вихрь, сужающий живое сечение вязкого потока. Также проанализирован случай, когда подвижная стенка штампа обгоняет поток. Установлено, что вблизи подвижной стенки штампа, обгоняющей вязкий поток, возникает положительный макроскопический вихрь, т. е. где-то ближе к оси входного канала штампа вязкий поток материала движется назад. Живое сечение прижато к противоположной неподвижной стенке штампа, в окрестности которой скорость вязкого потока при реализации равноканального многоуглового прессования существенно возрастает. В рамках разработанной модели для подвижной входной стенки штампа выполнен учет влияния направления движения подвижной стенки на расчетные поля линий тока, функций вихря и тока, а также поля скоростей вязкого потока. Предложенный гидродинамический подход расширяет представления о характере формирования макроскопической ротации в объеме вязкой физической модели полимерного материала при осуществлении равноканального многоуглового прессования в многоугловом сегаловском штампе с подвижной стенкой.

Ключевые слова: равноканальное многоугловое прессование, двухповоротный сегаловский штамп, подвижная входная стенка штампа, плоское вязкое течение несжимаемой ньютоновской сплошной среды, краевая задача для уравнений Навье–Стокса в форме уравнения переноса вихря, численное конечно-разностное решение, макроскопическая ротация.

Периг Александр Викторович (Краматорск, Украина) – кандидат технических наук, ассистент кафедры технической механики Донбасской государственной машиностроительной академии (84313, г. Краматорск, ул. Шкадинова, 72, e-mail: olexander.perig@gmail.com).

Голоденко Николай Никитич (Макеевка, Украина) – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов Донбасской национальной академии строительства и архитектуры (86123, г. Макеевка, ул. Держа­вина, 2, e-mail: nik_nik_Gold@mail.ru).

1. Белошенко В.А., Варюхин В.Н., Спусканюк В.З. Теория и практика гидроэкструзии. – Киев: Наукова думка, 2007. – 246 с.

2. Белошенко В.А., Бейгельзимер Я.Е., Варюхин В.Н. Твердофазная экструзия полимеров. – Киев: Наукова думка, 2008. – 207 с.

3. Equal-channel multiangular extrusion of semicrystalline polymers / V.A. Beloshenko, V.N. Varyukhin, A.V. Voznyak, Yu.V. Voznyak // Polymer Engineering & Science. – 2010. – Vol. 50 (5). – P. 1000–1006. doi: 10.1002/pen.21613.

4. Spuskanyuk V.Z., Spuskanyuk A.V., Varyukhin V.N. Development of the equal-channel angular hydroextrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2008. – No. 203 (1–3). – P. 305–309. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2007.10.018.

5. Rosochowski A., Olejnik L. Numerical and physical modelling of plastic deformation in 2-turn equal channel angular extrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2002. – No. 125–126. –P. 309–316. doi: 10.1016/S0924-0136(02)00339-4.

6. Deformation characteristics evaluation of modified equal channel angular pressing processes / S.C. Yoon, A.V. Nagasekhar, J.H. Yoo, M.I. Aal [et al.] // Materials Transactions. – 2010. – No. 51 (1). – P. 46–50. doi: 10.2320/matertrans.MB200906.

7. Equal-channel angular extrusion of soft solids / A.V. Perig, A.M. Laptev, N.N. Golodenko, Yu.A. Erfort [et al.] // Materials Science and Engineering: A. – 2010. – No. 527 (16–17). – P. 3769–3776. doi: 10.1016/j.msea.2010.03.043.

8. Численное моделирование вязкого течения материала при равноканальном угловом прессовании через штамп с параллельными скосами / А.В. Периг, С.В. Подлесный, Н.Н. Голоденко [и др.] // Обработка материалов давлением: сб. науч. трудов. – Краматорск: Изд-во Донбасс. гос. машиностр. акад., 2011. – № 2 (27). – С. 23–29.

9. Кинематические особенности вязкого течения аморфного материала при равноканальном многоугловом прессовании через двухповоротный прямоугольный штамп / А.В. Периг, Н.Н. Голоденко, Я.Г. Жбанков [и др.] // Письма о материалах. – 2011. – Т. 1, № 4. – С. 217–221.

10. Периг А.В., Тышкевич А.В. Физическое моделирование макроскопической ротации деформируемых материалов при равноканальном угловом прессовании // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. – 2012. – № 2 – С. 41–46.

11. Физическое моделирование равноканального многоуглового прессования через двухповоротный прямоугольный штамп / А.В. Периг, И.И. Бойко [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. – 2012. – № 5 – С. 23–27.

12. Segal V.M. Engineering and commercialization of equal channel angular extrusion (ECAE) // Materials Science and Engineering: A. – 2004. – No. 386 (1–2). – P. 269–276. doi: 10.1016/j.msea.2004.07.023.

13. Segal V.M. Mechanics of continuous ECAE // Journal of Materials Processing Technology. – 2010. – No. 210 (3). – P. 542–549. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2009.11.001.

14. Rusin N.M. The effect of temperature and equal-channel angular-pressing routes on the form of powders and structure in pressings // Russian journal of non-ferrous metals. – 2009. – No. 50 (5). – P. 529–533. doi: 10.3103/S1067821209050186.

15. Olejnik L., Rosochowski A. Methods of fabricating metals for nano-technology // Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical sciences. – 2005. – Vol. 53, no. 4. – P. 413–423, available at: http://fluid. ippt.gov.pl/bulletin/(53-4)413.pdf.

16. Лошманов А.Ю. Равноканальная угловая экструзия // Математическое моделирование и краевые задачи: труды Пятой Всерос. науч. конф. с междунар. участием, Самара, 29–31 мая 2008 г. – Самара, 2008. – Ч. 1. – С. 172–175.

17. Жбанков Я.Г., Периг А.В., Жукова О.А. Численное моделирование пластического течения материала при равноканальном угловом прессовании через штамп с подвижным дном // Вестник ХПИ: сб. науч. трудов. – Харьков: Изд-во Харьк. нац. исслед. ун-та. – 2011. – № 45. – С. 76–84.

18. Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала. Алгоритм реализации модели мезоуровня // Вычислительная механика сплошных сред = Computational Continuum Mechanics. – 2011. – Т. 4, № 1. – С. 74–89.

19. Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала. Алгоритм реализации для представительного объема макроуровня // Вычислительная механика сплошных сред = Computational Continuum Mechanics. – 2011. – Т. 4, № 2. – С. 82-95.

20. Янц А.Ю., Волегов П.С. Несимметричная физическая теория пластичности ГЦК-поликристаллов: проблемы определения скоростей сдвигов в системах скольжения при использовании вязких соотношений // Вестник ПНИПУ. Прикладная математика и механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 9. – С. 200–211.

21. Волегов П.С., Янц А.Ю. Несимметричная физическая теория пластичности ГЦК-поликристаллов: особенности численной реализации некоторых схем деформирования // Вестник ПНИПУ. Механика. – Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – № 1. – С. 121–137.

22. Трусов П.В., Волегов П.С., Янц А.Ю. Несимметричная физическая теория пластичности для описания эволюции микроструктуры поликристаллов // Физическая мезомеханика. – 2011. – Т. 14, № 1. – С. 19–31.

23. Roache, P.J. Fundamentals of Computational Fluid Dynamics. – Albuquerque. – New Mexico: Hermosa Publishers, 1998. – 648 p.

24. Безуглый В.Ю., Беляев Н.М. Численные методы теории конвективного тепломассообмена. – Киев; Донецк: Вища школа, 1984. – 176 с.

25. Davidson, P.A. Turbulence. An introduction for scientists and engineers. – Oxford: Oxford university press, 2004. – 657 p.

26. Компьютерное моделирование течения материалов при равноканальном угловом прессовании: анализ движения вязкой среды и экспериментальная верификация методом маркеров / А.В. Периг, А.М. Лаптев, Н.Н. Голоденко [и др.] // Обработка материалов давлением: сб. науч. трудов. – Краматорск: Изд-во Донбасс. гос. машиностроит. акад., 2009. – № 1 (20). – С. 57–62.

27. Попов В.Л., Слядников Е.Е. Вихри пластической дисторсии в твердых телах при интенсивных внешних воздействиях // Письма в Журнал технической физики. – 1995. – Т. 21, вып. 2. – С. 84–88.

28. Sofuoglu, H., Rasty, J. Flow behavior of Plasticine used in physical modeling of metal forming processes // Tribology International. – 2000. – No. 33 (8). –P. 523–529. doi: 10.1016/S0301-679X(00)00092-X.

29. Chijiwa K., Hatamura Y., Hasegawa N. Characteristics of plasticine used in the simulation of slab in rolling and continuous casting // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. – 1981. – Vol. 21, no. 3. – P. 178–186.

Расслоение по границе между слоями и расщепление вдоль волокон – основные механизмы разрушения волокнистых композитов с полимерной матрицей, сопровождающие любые виды разрушения и являющиеся причиной потери несущей способности композитных элементов конструкций.

Традиционные критерии прочности по максимальным напряжениям или деформациям не позволяют описать условия возникновения и развития расслоений и расщеплений.

Изложенный энергетический подход типа Гриффитса в качестве необходимого условия разрушения использует превышение начального значения упругой энергии над конечным значением на величину работы расслоения.

В данной статье на некоторых простых примерах изгиба, кручения и сжатия композитных пластин показано важное следствие энергетического критерия – масштабный эффект, т.е. зависимость критических напряжений (прочности) от абсолютных размеров элемента конструкции.

Новые результаты связаны с анализом условий расслоения композитных пластин под действием комбинации изгибающего и крутящего моментов и «равнопрочных» балок при изгибе и кручении.

Дан обзор методов экспериментального определения удельной работы расслоения.

Ключевые слова: волокнистые полимерные композиты, разрушение, изгиб, кручение, сжатие, методы испытаний, энергетический критерий прочности, расслоение.

Полилов Александр Николаевич (Москва, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией безопасности и прочности композитных конструкций Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, Москва, М. Харитоньевский пер. 4., e-mail: polilov@imash.ru).

Татусь Николай Алексеевич (Москва, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории безопасности и прочности композитных конструкций Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, Москва, М.Харитоньевский пер. 4., e-mail: nikalet@mail.ru).

1. Лехницкий С.Г. Кручение анизотропных и неоднородных стержней. – М.: Наука, 1971. – 240 с.

2. Полилов А.Н., Бузников Ю.Н. Рост расслоений в углепластиках при кручении // Машиноведение. – 1984. – № 3. – С. 66–70.

3. Полилов А.Н., Погарский М.В. Особенности разрушения однонаправленных композитных элементов при кручении // Проблемы машиностроения и надёжности машин. – 1991. – № 2. – С. 48–55.

4. Полилов А.Н., Погарский М.В. Равнопрочная геометрия многозвенных трубчатых конструкций из однонаправленного композита// Механика композитных материалов. – 1990. – № 5. –С. 884–890.

5. Полилов А.Н., Работнов Ю.Н. Развитие расслоений при сжатии композитов // Изв. АН СССР. Механика твёрдого тела. – 1983. – № 4. – С. 166–171.

6. Полилов А.Н., Татусь Н.А. Критерии прочности полимерных волокнистых композитов, описывающие некоторые экспериментально наблюдаемые эффекты // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2008. – № 3. – С. 103–110.

7. Работнов Ю.Н., Полилов А.Н. О разрушении композитных труб по форме китайского фонарика // Механика композитных материалов. – 1983. – № 3. – С. 548–550.

8. Characterizing Delamination Growth in Graphite-Epoxy / D.J. Wilkins, J.R. Eisenmann, R.A. Camin, W.S. Margolis, R.A. Ben­son // Damage in Composite Materials. ASTM STP 775. – 1980. – P. 168.

9. Carlsson L.A., Pipes R.B. Experimental Characterization of Advanced Composite Materials (Part 13). – USA: University of Delaware. – 1987. – P. 159–192.

10. Whitney J.V., Browning C.E., Hoogsteden W. A Double Cantilever Beam Test for Characterizing Mode I Delamination of Composite Materials // J. Reinforced Plast. Comp. – 1982. – Vol. 1. – P. 297.

Обосновывается выбор безразмерных параметров (показатели степени) потенциала Ми, обобщающего потенциал Леннарда-Джонса, для описания механических свойств металлических монокристаллов с ГПУ-решеткой. Таким материалам соответствует два равновесных параметра кристаллической решетки, один из них представляет собой расстояние между слоями с одинаковой укладкой атомов, а второй – межатомное расстояние в слое. В качестве критерия выбора параметров потенциала Ми используется совпадение известного из экспериментов отношения параметров кристаллической решетки и их отношение, полученное теоретически. Показано, что любой паре значений показателей степени в потенциале Ми соответствует определенное отношение параметров кристаллической ГПУ-решетки. Приведены показатели степени потенциала Ми, соответствующие известным металлам с ГПУ-решеткой: титану, цинку, магнию, кобальту, цирконию, бериллию и ряду других материалов. С помощью найденных значений параметров потенциала Ми может быть выполнена оценка упругих свойств ГПУ-монокристаллов. Сравниваются два подхода к определению равновесных расстояний кристаллической решетки – более простой с вычислительной точки зрения – силовой (равенство нулю результирующих сил на гранях образца) и энергетический (обеспечивается минимум потенциальной энергии всего образца). Показано, что оба подхода дают значения равновесных параметров решетки с отличием, составляющим менее 1 %. Обнаружена зависимость равновесных параметров ГПУ-решетки от размеров образца.

Ключевые слова: ГПУ-монокристалл, метод атомарной статики, параметры потенциала Ми, равновесные параметры решетки, зависимость механических свойств от размеров тела.

Симонов Максим Владимирович (Пермь, Россия) – студент кафедры математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Stud-mmsp-mm09@yandex.ru).

Зубко Иван Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математического моделирования систем и процессов Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: zoubko@pstu.ru).

1. Васильев Д.М. Физическая кристаллография. – М.: Металлургия, 1981. – 248 с.

2. Кривцов А.М. Упругие свойства одноатомных и двухатомных кристаллов: учеб. пособие. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. политехн. ун-та, 2010. – 144 с.

3. Кривцов А.М., Подольская Е.А. Моделирование упругих свойств кристаллов с гексагональной плотноупакованной решеткой // Механика твердого тела. – 2010. – № 3. – С. 77–86.

4. Атомно-дискретное описание влияния анизотропных межатомных взаимодействий на упругие свойства ГПУ металлов / М.А. Ба­ра­нов, Е.А. Дубов, И.В. Дятлова, Е.В. Черных // Физика твердого тела. – 2004. – Т. 46, вып. 2. – С. 212–217.

5. Бертяев Б.И., Реут И.И. Об уравнении состояния, сжимаемости и внутреннем давлении в металлах с ОЦК-, ГЦК- и ГПУ-решeтками // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. – 2008. – № 2(17). – С. 215–223.

6. Зубко И.Ю., Трусов П.В. Определение упругих постоянных ГЦК-монокристаллов с помощью потенциала межатомного взаимодействия // Вестник ПНИПУ. Механика. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политех. ун-та, 2011. – № 1. – С. 147–169.

7. Вывод упругого закона монокристаллов металлов из потенциала межатомного взаимодействия / И.Ю. Зубко, О.В. Мелентьева, В.П. Морозова, В.И. Кочуров // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – Н. Новгород: Изд-во Нижегород. гос. ун-та им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4. – Ч. 5. – С. 2181–2183.

Рассмотрена кристаллогеометрия [001]-монокристаллов с ГЦК-решеткой, имеющих форму параллелепипеда с ориентацией боковых граней {001}. Методом оптической микроскопии изучена картина деформационного рельефа, формирующегося в [001]-монокристаллах разупорядоченного сплава Ni₃Fe с гранями {100}, при степенях деформации e < 0,1. Проанализирована картина следов сдвига на всех свободных гранях деформированного монокристалла. Установлено, что с самого начала пластической деформации в изученных монокристаллах развивается макрофрагментация сдвиговой деформации. Проведен сопоставительный анализ картины деформационного макрорельефа для сплава Ni₃Fe и алюминия при идентичных кристаллогеометрических характеристиках монокристаллов и условиях их нагружения. Установлено влияние свойств материала на закономерности протекания первичной макрофрагментации сдвиговой деформации. Представлены результаты измерения количественных характеристик картины сдвига: расстояния между соседними следами сдвига DХ и толщины d мезополос (слоя, в котором происходил сдвиг, с образованием следов сдвига на гранях монокристалла). Построены гистограммы значений DХ и d для отдельных систем следов сдвига на одной грани монокристалла, усредненные по граням и для всего монокристалла в целом. Среднее значение толщины мезополосы <d> по всему образцу составило 6,4 мкм, а величина <DХ> = 22 мкм. Использование полученных данных позволило определить долю объема монокристалла (d), вовлеченного в сдвиговую деформацию на макроуровне. Полученная величина d для [001]-монокристаллов сплава Ni₃Fe сопоставлена с величиной d для [001]-монокристаллов алюминия. Установлено, что более интенсивная локализация сдвиговой деформации происходит в последнем из материалов (монокристаллах алюминия).

Ключевые слова: монокристалл, сплав Ni₃Fe, деформационный рельеф, макрофрагментация сдвиговой деформации, локализация деформации, количественные характеристики деформационного рельефа.

Теплякова Людмила Алексеевна (Томск, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры физики Томского государственного архитектурно-строительного университета (634003, г. Томск, пл. Соляная, 2, e-mail: lat168@mail.ru).

Беспалова Ирина Валерьевна (Алматы, Казахстан) – кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры общей и теоретической физики Казахского национального технического университета (050013, Казахстан, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, e-mail: besiv@mail.ru).

Куницына Татьяна Семеновна (Томск, Россия) – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры высшей математики Томского государственного архитектурно-строительного университета (634003, г. Томск, пл. Соляная, 2).

1. Victoria M., Vidoz A.E. Тensile Behavior upon Ordering of Ni3 Fe Single Crystals // Phys. Stat. Sol. – 1968. – Vol. 28. – P. 131–144.

2. Calvayrac Y., Fayard M. Structural State and Mechanical Properties of Polycristalline Ni3 Fe Alloys // Phys. Stat. Sol. – 1973. – Vol. 17. – P. 407–421.

3. Конева Н.А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Изв. вузов. Физика. – 1990. – № 2. – С. 89–106.

4. Some Details of Dislocation Structure of ordered Alloys with small Domains / L.E. Popov, N.A. Koneva, G.A. Perov, V.F. Esipenko [et al.] // Phys.stat.sol.(a). – 1974. – Vol. 23. – P. 719–728.

5. Кorner А., Karnthaler H.P., Hitzenberger C. Transmission electron study of cross-slip and of Kear-Wilsdorf locks in L12 ordered Ni3Fe // Phil. Mag. A. –1987. – Vol. 56, No. 1. – P. 73–88.

6. Types of Dislocation Substructure and Stages of FCC Alloys / N.A. Koneva, D.V. Lychagin, L.I. Trishkina, E.V. Kozlov // Strength of Metals and Alloys (ICSMA–7, Pros. of the 7th Int. Conf. of the Strength of Metals and Alloys, Montreal, Canada, 12–16 august 1985, Pergamon Press. – Oxford, 1985, VI.

7. Эволюция дислокационной структуры и стадии деформационного упрочнения монокристаллов сплава Ni3Fe / Л.А. Теплякова, Н.А. Конева, Д.В. Лычагин, Л.И. Тришкина [и др.] // Изв. вузов. Физика. – 1988. – № 2. – С. 18–24.

8. Koneva N.A., Teplyakova L.A., Kozlov E.V. Influence of degree of long-range order on work hardening of mono– and polycrystalline alloy // Physics of Metals and Metallography. – 1979. – Vol. 48. – Р. 138–145.

9. Влияние температуры испытания на характеристики деформационного упрочнения упорядочивающихся монокристаллов Ni3Fe, ориентированных для множественного скольжения / Н.А. Конева, Л.А. Теплякова, В.А. Старенченко, Э.В. Козлов // Изв. вузов. Физика. – 1977. – № 10. – С. 24–28.

10. Ориентировка границ плоских полос сдвига в монокристаллах Ni3Fe / М.П. Кащенко, Л.А. Теплякова, Д.В. Лычагин, А.В. Пауль // Изв. вузов. Физика. – 1997. – № 8. – С. 62–67.

11. Теплякова Л.А., Куницына Т.С., Козлов Э.В. Распределение следов скольжения в монокристаллах сплава Ni3Fe // Изв. вузов. Физика. – 1998. – № 4. – С. 51–56.

12. Yasuda H.Y., Furuta D., Umakoshi Y. Effect of long-range order on the cyclic deformation behaviour of Ni3Fe single crystals // Acta mater. – 2000. – Vol. 48. – P. 3401–3408.

13. Макрофрагментация сдвига в монокристаллах сплава Ni3Fe при активной пластической деформации / Л.А. Теплякова, Т.С. Куницына, Н.А. Конева, В.А. Старенченко [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2000. – Т. 3, № 5. – С. 77–82.

14. Yasuda H.Y., Sasaki A. and Umakoshi Y. Nondestructive evaluation of dislocation structure in cyclically deformed Ni3Fe single crystals using magnetic techniques// Journal of applied physics. – 2003. – Vol. 93. – No. 3. – P. 1472–1476.

15. Теплякова Л.А., Козлов Э.В. Формирование масштабно-струк­турных уровней локализации пластической деформации в металлических монокристаллах. I. Макроуровень // Физическая мезомеханика. – 2005. – Т. 8, № 6. – С. 57–66.

16. Структурные уровни деформации твердых тел / В.Е. Панин, Ю.В. Гриняев, Т.Ф. Елсукова [и др.] // Изв. вузов. Физика. – 1982. – № 6. – С.5–27.

17. Трусов П.В., Швейкин А.И. Теория пластичности. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 419 с.

18. Трусов П.В., Швейкин А.И. Многоуровневые физические модели моно- и поликристаллов. Статистические модели // Физическая мезомеханика. – 2011. – Т. 14, № 4. – С. 17–28.

19. Трусов П.В., Волегов П.С., Нечаева Е.С. Многоуровневые физические модели пластичности: теория, алгоритмы, приложения // Вестн. Нижегород. ун-та им. Н.И. Лобачевского. – Н. Новгород: Изд-во Нижегород. гос. ун-та им. Лобачевского. – 2011. № 4, Ч. 4. – С. 1808–1810.

20. Фрагментация сдвиговой деформации на макроуровне в “призматическом” [001]-монокристалле сплава Ni3Fe / Л.А. Теплякова, Т.С. Куницына, О.А. Тихонова, В.О. Семин [и др.] // Физическая мезомеханика. – 2010. – T. 13, № 4. – С.109–114.

21. Теплякова Л.А., Лычагин Д.В., Беспалова И.В. Особенности пространственной организации сдвига на макроуровне в [111]-моно­кристаллах алюминия // Физическая мезомеханика. – 2006. – Т. 9, № 2. – С.63–71.

22. Теплякова Л.А., Лычагин Д.В., Козлов Э.В. Локализация сдвига при деформации монокристаллов алюминия с ориентацией оси сжатия [001] // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т. 5, № 6. – С. 49–55.

23. Теплякова Л.А., Беспалова И.В., Лычагин Д.В. Закономерности организации сдвиговой деформации в [001]-монокристаллах алюминия с боковыми гранями {100} при сжатии // Физическая мезомеханика. – 2006. –Т. 9, № 5. – С. 77–84.