- Подход к трехмерному моделированию процессов деформации и разрушения материалов на мезоуровне с явным учетом поверхности и границ раздела, включая метод генерации трехмерных структур различного типа.
- Трехмерные модели поликристаллических алюминиевых сплавов и композиционных материалов, учитывающие в явном виде характерную структурную неоднородность и основные особенности механического поведения структурных элементов (деформационное и зернограничное упрочнение, скоростную чувствительность, микроскопические механизмы зарождения и развития пластических сдвигов, возникновение и развитие трещин)
- Результаты трехмерного численного анализа процессов деформации и разрушения на мезоуровне в материалах, характеризующихся наличием границ раздела различного типа: поликристаллических алюминиевых сплавах, металлоке-рамических композитах, угле с изначально присутствующими трещинами, керамиках с различной степенью пористости.
- Модель медленных пластических течений, учитывающая дислокационные механизмы микроуровня через двупредельный критерий упруго-пластического перехода и ее применение для моделирования зарождения и развития фронтов локализованного течения на мезо- и макроуровнях.
- Выводы трехмерного численного анализа относительно роли поверхности и границ раздела в процессах деформации и разрушения. а) На мезоуровне вблизи границ раздела реализуется трехмерное напряженно- деформированное состояние независимо от вида макроскопического напряжен ного состояния. Все компоненты тензоров напряжений и деформаций в локаль ных областях отличны от нуля и вносят соизмеримый вклад в напряженно- деформированное состояние на мезоуровне. б) В численных экспериментах получено, что поверхность образца является концентратором напряжений на мезо- и макроуровнях. На мезоуровне наиболь ший уровень напряжений наблюдается вблизи границ зерен и включений, выхо дящих на поверхность. На макроуровне повышенный уровень напряжений на по верхности обусловлен геометрическими концентраторами типа закруглений гал телей и т.п. Особая роль поверхности проявляется с началом пластического тече ния - с появлением первых пластических сдвигов напряжения и деформации на поверхности нелинейно растут по сравнению с наблюдаемыми в объеме. в) На примере керамических включений показано, что геометрическая форма частиц определяет механизмы разрушения на мезоуровне - отслаивание или рас трескивание. Зависимость деформации начала разрушения от формы упрочняю щей частицы имеет существенно нелинейный характер - даже незначительная кривизна поверхности может привести к локальной концентрации напряжений и, таким образом, к более раннему зарождению трещины. Модификация тонкого приграничного слоя может блокировать определенные механизмы разрушения и, таким образом, отодвигать начало разрушения. г) Один и тот же макроскопический отклик материала может быть обусловлен существенно различными распределениями напряжений и деформаций на мезо-уровне в зависимости от вида напряженного состояния. Напряженно-деформированное состояние на мезоуровне, реализующееся в двумерных структурах в условиях плоской деформации и плоского напряженного состояния, отличается качественно и количественно от распределений в сечениях трехмерных образцов, находящихся в аналогичных макроскопических условиях нагружения.
2.Романова В.А. Моделирование развития пластической деформации с учетом зарождения дефектов на границах раздела // Физическая мезомеханика. – 2000. – Т. 3. – № 3. – С.73–79.
3.Романова В.А, Балохонов Р.Р. Модель зарождения и развития макролокализа¬ции пластической деформации на основе двупредельного критерия пластичности // Деформация и разрушение материалов. – 2007. – №12. – С. 12–19.
4.Романова В.А., Балохонов Р.Р. 3D-анализ напряженного состояния пористой керамики на основе диоксида циркония // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т.10. – N2. – С. 63–68.
5.Романова В.А., Балохонов Р.Р. Влияние формы включений и прочностных свойств интерфейсов на механизмы разрушения металлокерамического компози¬та на мезоуровне // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т.10. – N6. – С. 75–88.
6.Романова В.А., Балохонов Р.Р. Исследование напряжённо-деформированного состояния в мезообъёме Al/Al2O3 с учётом трёхмерной внутренней структуры // МКМК. – 2005. – №11. – С. 61–77.
7.Романова В.А., Балохонов Р.Р. Моделирование механического поведения ком¬позита Al/Al2O3 с учетом трехмерной внутренней структуры // Физическая мезо-механика. – 2004. – Т.7, Спец. вып., Ч.I. – С. 27–30.
8.Романова В.А., Балохонов Р.Р. Моделирование пластической деформации как процесса генерации и эстафетной передачи пластических сдвигов от границ раздела // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т.4. – №2. – С. 21–28.
9.Романова В.А., Балохонов Р.Р., Карпенко Н.И. Моделирование механического поведения материалов с учетом трехмерной внутренней структуры // Физическая мезомеханика. – 2004. – Т.7. – N2. – С. 71–79.
10.Романова, В.А., Балохонов, Р.Р., Макаров, П.В. Моделирование деформации и разрушения на поверхности и в объеме структурно-неоднородных материалов с явным учетом границ раздела / Поверхностные слои и внутренние границы раз¬дела в гетерогенных материалах: под ред. В.Е.Панина. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. – С. 155-204.
11.Романова В.А., Балохонов Р.Р., Макаров П.В., Смолин И.Ю. Численное моде¬лирование поведения структурно-неоднородной релаксирующей среды в услови¬ях динамического нагружения // Хим. физика. – 1999. – Т.18. – №11. – С.114–119.
12.Romanova V., Balokhonov R., Makarov P. Three-Dimensional simulation of frac¬ture behavior of elastic-brittle material with initial crack pattern // Int. J. Fracture. – 2006. – V.139. – P. 537–544.
13.Romanova V., Balokhonov R., Makarov P., Schmauder S. and Soppa E. Simulation of elasto-plastic behaviour of an artificial 3D-structure under dynamic loading // Com-put. Mater. Sci. – 2003. – V.28, I 3-4. – P. 518–528.
14.Romanova V., Balokhonov R., Soppa E., Schmauder S. Comparative analysis of two- and three-dimensional simulations of Al/Al2O3 behavior on the meso-scale level // Comput. Mater. Sci. – 2007. – V.39. – P. 274–281.
15.Romanova V., Balokhonov R., Soppa E., Schmauder S., Makarov P. Simulation for elasto-plastic behavior of artificial 3D-structure under shock wave loading // J. Phys. IV France. – 2003. – V.110. – P. 251–256.
16.Romanova V.A., Soppa E., Schmauder S., Balokhonov R.R. Mesomechanical analysis of the elasto-plastic behavior of a 3D composite-structure under tension // Comput. Mech. – 2005. – V.36. – P. 475–483.
17.Balokhonov R.R., Makarov P.V., Romanova V.A., Smolin I.Yu. Simulation of crystal plasticity under dynamic loading // Comput. Mater. Sci. – 1999. – V.16. – N1–4. – P.355–361.
18.Balokhonov R.R., Makarov P.V., Romanova V.A., Smolin I.Yu., Savlevich I.V. Numerical modelling of multi-scale shear stability loss in polycrystals under shock wave loading // J. Phys. IV France. – 2000. – V.10. – Pr.9. – P. 515–520.
19.Balokhonov R.R., Panin S.V., Romanova V.A., Schmauder S., Makarov P.V. Nu¬merical simulation of deformation and fracture in low-carbon steel coated by diffusion borating // Theor. Appl. Frac. Mech. – 2004. – V.41, I 1-3. – P. 9–14.
20.Balokhonov R.R., Romanova V.A., Schmauder S., Makarov P.V. Simulation of meso–macro dynamic behavior using steel as an example // Comput. Mater. Sci. – 2003. – V.28. – P. 505–511.
21.Balokhonov R.R., Romanova V.A., Schmauder S. Computational analysis of de¬formation and fracture in a composite material on the mesoscale level // Comput. Ma¬ter. Sci. – 2006. – V.37. – P.110–118.
22.Makarov P.V., Romanova V.A. Mesoscale plastic flow generation and development for polycrystals // Theor. Appl. Frac. Mech. – 2000. – V.33. – P.1–7.
23.Makarov P.V., Schmauder S., Cherepanov O.I., Smolin I.Yu., Romanova V.A. et al. Simulation of elastic plastic deformation and fracture of materials at micro-, meso- and macrolevels // Theor. Appl. Frac. Mech. – 2001. – V.37. – N.1–3. – P. 183–244.
24.Балохонов Р.Р., Романова В.А. Иерархическое моделирование деформации и разрушения композита AL/AL2O3 // МКМК. – 2005. – №4. – С. 549–563.
25.Балохонов Р.Р., Романова В.А. Трехмерное моделирование распространения полос Людерса в сталях // Физическая мезомеханика.–2007.–Т.10.– N2.–С.69–74.
26.Балохонов Р.Р., Романова В.А. Численное моделирование деформации и раз¬рушения металлокерамических композитов на мезоуровне // Физическая мезоме-ханика. – 2004. – Т.7, Спец. вып., Ч.1. – С. 39–42.
27.Балохонов Р.Р., Романова В.А. Численное моделирование термомеханическо¬го поведения сталей с учетом распространения полос Людерса // ПМТФ. – 2007. – N5. – С. 145–156.
28.Балохонов Р.Р., Романова В.А. Эффект сложной геометрии границы раздела при иерархическом моделировании деформации и разрушения материалов с по¬крытиями // Деформация и разрушение материалов. – 2007. – №5. – С. 12–19.
29.Балохонов Р.Р., Романова В.А., Макаров П.В., Ворошилов С.П. Влияние сложной геометрии границ раздела на характер деформирования угольного ком¬позита. Численное моделирование // Физическая мезомеханика. – 2007. – Т.10. – N2. – С. 75–80.
30.Макаров П.В., Романова В.А. О новом критерии пластического течения при моделировании деформационных процессов на мезоуровне // Математическое моделирование. – 2000. – Т.12. – С. 91–101.
31.Макаров П.В., Романова В.А., Балохонов Р.Р. Динамика потери сдвиговой ус¬тойчивости материалов в условиях ударно-волнового нагружения // Хим. физика. – 2001. – Т.20. – №8. – С. 94–99.
32.Макаров П.В., Романова В.А., Балохонов Р.Р. Моделирование неоднородной пластической деформации с учетом зарождения локализованных пластических сдвигов на границах раздела // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т.4. – №5. – С. 29–39.
33.Макаров П.В., Солоненко О.П., Бондарь М.П., Романова В.А. и др. Моделиро¬вание процессов деформации на мезоуровне в материалах с различными типами градиентных покрытий//Физическая мезомеханика.–2003.–Т.6.– N2.–С. 47–61.
34.Romanova V.A., Makarov P.V., Balokhonov R.R. Numerical simulation of strain rate effects on plastic flow at mesoscale level // Role of mesomechanics for develop¬ment of science and technology, Proc. Int. Conf. - Xian: Tschinghua University Press, 2000. – P. 421–430.
35.Romanova V.A., Balokhonov R.R. Numerical simulation of elasto-plastic deforma¬tion of artificial 3D structures // Multiscaling in applied science and emerging technol¬ogy. Fundamentals and Applications in Mesomechanics, Proc. Int. Conf, Patras, Greece, 2004. – P. 266–272.