Детальная информация

Цель работы — обоснование применения магнитно-импульсного нагружения для исследования деформационных характеристик металлов при высокоскоростном деформировании. В ходе исследования было проведено моделирование магнитного поля и расчёт магнитного давления с использованием программы COMSOL Multiphysics. Для испытуемых образцов, который использовался в модифицированном методе Гопкинсона-Кольского, рассматривались медь и алюминий. Была создана модель для измерения высокоскоростных свойств металлов в ANSYS. На основе этой модели были получены графики механических напряжений при использовании разных металлов образца. Также были представлены зависимости относительного удлинения образца от приложенной нагрузки. Исходя из полученных данных о механических напряжениях и деформациях, были восстановлены кривые напряжений для бескислородной меди и сплава алюминия. Были определены максимально возможные скорости деформации для данной модели. Анализ результатов моделирования при магнитно-импульсном нагружении показал, что метод позволяет определить амплитудные характеристики процесса деформации с точностью 10–15%. Также было подтверждено, что метод может быть использован для достижения скоростей деформации до 104 с-1. Данная работа имеет большое значение не только для учёных, но и для специалистов, занимающихся испытанием материалов.

The aim of the work is to substantiate the application of magneto-impulse loading for investigating the deformation characteristics of metals under high-speed deformation. During the research, magnetic field modeling and magnetic pressure calculation were carried out using COMSOL Multiphysics. Copper and aluminum were considered for the test samples used in the modified Hopkinson-Cook method. A model for measuring the high-speed mechanical properties of metals was created in ANSYS. Based on this model, graphs of mechanical stresses were obtained using aluminum and copper as samples. Additionally, the dependencies of the samples relative elongation on the applied load were graphed. Based on the obtained data on mechanical stresses and deformations, stress-strain curves for oxygen-free copper and aluminum alloy were constructed. The maximum possible deformation speeds for this model were determined. The analysis of the modeling results under magneto-impulse loading showed that the method allows determining the amplitude characteristics of the deformation process with an accuracy of 10–15%. It was also confirmed that the method can be used to achieve deformation speeds up to 104 s-1. This work is of great importance not only for scientists, but also for specialists involved in non-destructive testing of materials.