npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562923030272NINGIFnpe-392Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesОБ ОСОБЕННОСТЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОС ЛОКАЛИЗОВАННОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ОБЕДНЕННОМ УРАНЕOn Features of Formation of Localized Shear Bands in Depleted UraniumМуратовР. В.MuratovR. V.pnryabov@mephi.ruРябовП. Н.RyabovP. N.pnryabov@mephi.ruКудряшовН. А.KudryashovN. A.pnryabov@mephi.ruНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202422122024154350360Copyright © Муратов Р.В., Рябов П.Н., Кудряшов Н.А., 20242024Муратов Р.В., Рябов П.Н., Кудряшов Н.А.Muratov R.V., Ryabov P.N., Kudryashov N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/392

Рассматриваются процессы локализации пластической деформации в образцах из обедненного урана DU-0.75Ti, подвергаемых высокоскоростным сдвиговым деформациям. Сформулирована математичеческая модель, описывающая данный процесс в одномерном и двумерном случае. Предложен численный алгоритм, позволяющий проводить математическое моделирование рассматриваемых процессов. Проведена серия вычислительных экспериментов по высокоскоростному нагружению образцов из обеденного урана. Исследована динамика локализационного процесса в зависимости от начальной скорости пластической деформации. Получены значения полей температур, скоростей, напряжеий и деформаций. Исследовано влияние размерности задачи на ряд важнейших характеристик локализационного процесса.

The processes of plastic shear localization in DU-0.75Ti alloy samples subjected to high-speed shear are considered. A mathematical model describing this process in the 1D and 2D cases is formulated. A numerical algorithm for the mathematical modeling of the processes under consideration is proposed. A series of computational experiments on high-speed loading of DU samples is carried out. The localization process dynamics depending on the initial rate of plastic shear is investigated. The values of the temperature, velocity, stress, and shear fields are obtained. The influence of the problem dimension on some of the most important characteristics of the localization process is investigated.

полоса адиабатического сдвигалокализация деформациипластичностьразрушение материаловмоделированиеметод конечных объемовadiabatic shear bandshear localizationplasticitymaterial failuremodelingfinite volume methodИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 21-71-00102).ReferencesRittel D. // Mater. Lett. 2005. V. 59. P. 1845.Rittel D. // Mater. Lett. 2005. V. 59. P. 1845.Rittel D., Wang Z.G., Merzer M. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96 (7). P. 075502.Rittel D., Wang Z.G., Merzer M. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96 (7). P. 075502.Rittel D., Osovski S. // Int. J. Fract. 2010. V. 162 (1–2). P. 177.Rittel D., Osovski S. // Int. J. Fract. 2010. V. 162 (1–2). P. 177.Shockey D.A. et al. // Int. J. Impact Eng. 1990. V. 9 (3). P. 263.Shockey D.A. et al. // Int. J. Impact Eng. 1990. V. 9 (3). P. 263.Shockey D. et al. // Exp. Mech. 2007. V. 47 (6). P. 723.Shockey D. et al. // Exp. Mech. 2007. V. 47 (6). P. 723.Wright T.W. The Physics and Mathematics of Adiabatic. 2002. Cambridge: Cambridge University Press.Wright T.W. The Physics and Mathematics of Adiabatic. 2002. Cambridge: Cambridge University Press.Timothy S. // Acta Metall. 1987. V. 35 (2). P. 301.Timothy S. // Acta Metall. 1987. V. 35 (2). P. 301.Moss G.L. Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals. 1981. Berlin: Springer.Moss G.L. Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals. 1981. Berlin: Springer.Schneider J.A., Nunes A.C. // Nunes, Metall. Mater. Trans. B. 2004. V. 35 (4). P. 777.Schneider J.A., Nunes A.C. // Nunes, Metall. Mater. Trans. B. 2004. V. 35 (4). P. 777.Hammerschmidt M., Kreye H. Shock Waves and HighStrain-Rate Phenomena in Metals. 1981. US: Springer.Hammerschmidt M., Kreye H. Shock Waves and HighStrain-Rate Phenomena in Metals. 1981. US: Springer.Seidel T.U., Reynolds A.P. // Metall. Mater. Trans. A. 2001. V. 32. P. 2879.Seidel T.U., Reynolds A.P. // Metall. Mater. Trans. A. 2001. V. 32. P. 2879.Marchand A., Duffy J. // J. Mech. Solids. 1988. V. 36. P. 251.Marchand A., Duffy J. // J. Mech. Solids. 1988. V. 36. P. 251.Duffy J., Campbell J.D., Hawley R.H. // J. Appl. Mech. 1971. V. 38. P. 83.Duffy J., Campbell J.D., Hawley R.H. // J. Appl. Mech. 1971. V. 38. P. 83.Ramesh K., Narasimhan S. // Int. J. Solids Struct. 1996. V. 33 (25). P. 3723.Ramesh K., Narasimhan S. // Int. J. Solids Struct. 1996. V. 33 (25). P. 3723.Ranc N. et al. // Mech. Mater. 2008. V. 40 (4). P. 255.Ranc N. et al. // Mech. Mater. 2008. V. 40 (4). P. 255.Nesterenko V.F., Meyers M.A., Wright T.W. // Acta Mater. 1998. V. 46. P. 327.Nesterenko V.F., Meyers M.A., Wright T.W. // Acta Mater. 1998. V. 46. P. 327.Xue Q., Meyers M.A., Nesterenko V.F. // Acta Mater. 2002. V. 50 (3). P. 575.Xue Q., Meyers M.A., Nesterenko V.F. // Acta Mater. 2002. V. 50 (3). P. 575.Zhou F., Wright T.W., Ramesh K.T. // J. Mech. Phys. Solids 2006. V. 54. P. 1376.Zhou F., Wright T.W., Ramesh K.T. // J. Mech. Phys. Solids 2006. V. 54. P. 1376.Kudryashov N.A., Ryabov P.N., Zakharchenko A.S. // J. Mech. Phys. Solids. 2015. V. 76. P. 180.Kudryashov N.A., Ryabov P.N., Zakharchenko A.S. // J. Mech. Phys. Solids. 2015. V. 76. P. 180.Wright T.W., Ockendon H. // Int. J. Plast. 1996. V. 12. P. 927.Wright T.W., Ockendon H. // Int. J. Plast. 1996. V. 12. P. 927.Wright T.W., Walter J.W. // J. Mech. Phys. Solids. 1987. V. 35 (6). P. 701.Wright T.W., Walter J.W. // J. Mech. Phys. Solids. 1987. V. 35 (6). P. 701.Molinari A., Clifton R. // J. Appl. Mech. 1987. V. 54. P. 806.Molinari A., Clifton R. // J. Appl. Mech. 1987. V. 54. P. 806.Xie J.Q., Bayoumi A.E., Zbib H.M. // J. Mater. Eng. Perform. 1995. V. 4 (1). P. 32.Xie J.Q., Bayoumi A.E., Zbib H.M. // J. Mater. Eng. Perform. 1995. V. 4 (1). P. 32.Grady D.E. // J. Mech. Phys. Solids. 1992. V. 40 (6). P. 1197.Grady D.E. // J. Mech. Phys. Solids. 1992. V. 40 (6). P. 1197.Grady D.E., Kipp M.E. // J. Mech. Phys. Solids. 1987. V. 35. P. 95.Grady D.E., Kipp M.E. // J. Mech. Phys. Solids. 1987. V. 35. P. 95.Grady D.E. // J. Phys. IV. 1991. V. 1 (C3). P. 3.Grady D.E. // J. Phys. IV. 1991. V. 1 (C3). P. 3.Kudryashov N.A., Muratov R.V., Ryabov P.N. // Appl. Math. Comput. 2018. V. 338. P. 164.Kudryashov N.A., Muratov R.V., Ryabov P.N. // Appl. Math. Comput. 2018. V. 338. P. 164.Dobrev V.A., Kolev T.V., Rieben R.N. // J. Comput. Phys. 2014. V. 257. P. 1062.Dobrev V.A., Kolev T.V., Rieben R.N. // J. Comput. Phys. 2014. V. 257. P. 1062.Tillotson J.H. General Atomic Report. GA-3216. 1962. San Diego: General Atomic.Tillotson J.H. General Atomic Report. GA-3216. 1962. San Diego: General Atomic.Brundage A. L. // Proc. Eng. 2013. V. 58. P. 461.Brundage A. L. // Proc. Eng. 2013. V. 58. P. 461.Stewart S. et al. // Proc. AIP Conf. 2020. V. 2272. P. 080003.Stewart S. et al. // Proc. AIP Conf. 2020. V. 2272. P. 080003.Walter J.W. // Int. J. Plast. 1992. V. 8. P. 657.Walter J.W. // Int. J. Plast. 1992. V. 8. P. 657.Zhou F., Wright T.W., Ramesh K.T. // J. Mech. Phys. Solids. 2006. V. 54. P. 904.Zhou F., Wright T.W., Ramesh K.T. // J. Mech. Phys. Solids. 2006. V. 54. P. 904.Batra R.C., Liu D. // J. Appl. Mech. 1989. V. 56. P. 527.Batra R.C., Liu D. // J. Appl. Mech. 1989. V. 56. P. 527.Meyer M. et al. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 304 (2–3). P. 221.Meyer M. et al. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 304 (2–3). P. 221.Parida S. et al. // Phys. Chem. Solids. 2001. V. 62 (3). P. 585.Parida S. et al. // Phys. Chem. Solids. 2001. V. 62 (3). P. 585.Eckelmeyer K.H. Diffusional Transformations, Strengthening Mechanisms and Mechanical Properties of Uranium Alloys: Technical Report. 1982. United States: SNL.Eckelmeyer K.H. Diffusional Transformations, Strengthening Mechanisms and Mechanical Properties of Uranium Alloys: Technical Report. 1982. United States: SNL.Johnson G.R., Hoegfeldt J.M. // J. Eng. Mater. Technol. 1983. V. 105. P. 42.Johnson G.R., Hoegfeldt J.M. // J. Eng. Mater. Technol. 1983. V. 105. P. 42.Johnson G.R., Hoegfeldt J.M. // J. Eng. Mater. Technol. 1983. V. 105. P. 48.Johnson G.R., Hoegfeldt J.M. // J. Eng. Mater. Technol. 1983. V. 105. P. 48.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.