О ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МИКРОТРЕЩИНЫ В УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ ПРОВОДЯЩЕМ МАТЕРИАЛЕ

Аннотация

Рассматриваются процессы, протекающие в материале при обработке металлических образцов кратковременными импульсами электрического тока большой плотности. Изучаются изменения электрического и температурного полей в материале и их влияние на фазовые трансформации и напряженно-деформированное состояние в окрестности микродефектов в форме плоских трещин. Предлагается квазистационарная модель воздействия электромагнитного поля на предварительно поврежденный упругопластический материал с упорядоченной системой дефектов. Модель учитывает плавление материала и зависимость всех его физико-механических свойств от температуры. Решение получающейся системы уравнений ищется методом конечных элементов на подвижных сетках с использованием смешанного эйлеро-лагранжева метода. Моделирование показало, что в окрестности микродефектов возникают высокие значения плотности тока с большими градиентами поля, вызывающие быстрый локальный нагрев в окрестности кончика микротрещины, сопровождаемый тепловым расширением и плавлением материала. Это приводит к большим сжимающим напряжениям в окрестности микротрещины, интенсивному пластическому течению материала и, как следствие, смыканию берегов, уменьшению длины трещины и выбросу расплавленного материала в трещину. В результате микротрещина оказывалась полностью залеченной.

Ключевые слова: электропластичность, прямое численное моделирование, материал с дефектами, локализация электромагнитного поля и температуры, фазовые переходы, плавление.