Статьи автора

Модель диффузионной аннигиляции газонаполненных сферических пор в процессе горячего изостатического прессования

Номер выпуска 1 от 20.01.2026

Предложена диффузионная модель растворения газонаполненных сферических пор в твердом теле в процессе горячего изостатического прессования (ГИПа). Полагается, что при нагружении твердого тела внешним давлением поверхность пор испускает вакансии, в результате чего поры сокращаются в размере. Рассматриваются два специальных случая: поры с постоянным количеством нерастворимого газа и поры с газом, диффузионно растворяющемся в окружающем пору материале. В первом случае повышающееся внутреннее давление газа в поре сначала замедляет процесс сокращения поры и в итоге его полностью останавливает, когда внутреннее давление газа в поре становится равным сумме внешнеприложенного давления ГИПа и лапласова давления, обусловленного поверхностным натяжением поры. Во втором случае внутреннее давление газа в поре быстро понижается вследствие растворения газа в окружающем пору материале и поэтому сжатие поры не останавливается. При достижении субмикронного размера сжатие поры резко ускоряется под действием возрастающего лапласова давления и в итоге пора аннигилирует.

14 0

Влияние температуры метаматериалов на основе гибкого пластика TPU 95A на сопротивление пробиванию жестким ударником

Номер выпуска 1 от 20.01.2026

Экспериментально изучались механические свойства метаматериалов, имеющих ячеистую хиральную внутреннюю структуру, при пробивании по нормали жестким сферическим ударником. Образцы метаматериалов были напечатаны на 3D-принтере из TPU 95A пластика (термопластичного полиуретана). Они имели ауксетическую и неауксетическую хиральную структуру из ячеек, соответственно, в форме вогнутых или выпуклых шестиугольников. Приводятся результаты экспериментов по пробиванию образцов, проведенных для двух температурных и двух скоростных режимов. Относительная потеря кинетической энергии ударника при пробивании ауксетических образцов была существенно выше, чем неауксетических. Установлено, что для исследованных видов гибких метаматериалов сопротивляемость пробиванию ударником растет с возрастанием температуры в рассмотренном температурном диапазоне. Установлена зависимость отклонения ударника на вылете из гибкого образца от вида хиральности пробиваемой структуры.

19 0

Исследование сопротивления пластической деформации и жаростойкости монокристаллов сплава Co-Al-W-Ta полученных методом направленной кристаллизации с плоским фронтом

Номер выпуска 1 от 20.01.2026

Методом направленной кристаллизации с плоским фронтом были выращены монокристаллы кобальтового сплава Co8.4Al9.4W1.9T, ат. % с осевой макросегрегацией вольфрама и алюминия (градиентные отливки). Из полученных монокристаллов на разных высотах отливки были вырезаны мини-образцы разного химического состава для испытаний на сжатие и жаростойкость. В результате испытаний, проведенных при 900 °С, было установлено, что вольфрам повышает предел текучести сплава, тогда как алюминий улучшает его сопротивление окислению. Показано, что метод направленной кристаллизации с плоским фронтом может эффективно применятся для оптимизации физико-механических характеристик многокомпонентных сплавов металлов.

29 0

Механика кровотока и деформирования стенок в брюшной аорте

Номер выпуска 2 от 20.01.2026

Обсуждаются медицинские проблемы механики сосудов применительно к вопросам кровотока и деформирования стенок в брюшной части аорты человека, в том числе при образовании аневризмы. Анализируются публикации, в которых изложены современные медицинские представления о гидромеханике кровотока и деформациях стенок артерий, а также в которых даются физические параметры необходимые для математического моделирования. Приводятся результаты сопряженного математического моделирования кровотока и деформаций стенок в брюшной части аорты при различных патологических процессах в ней, рассматриваемых при моделировании как механические повреждения, в том числе при наличии аневризмы. Также анализируется влияние аневризмы на процесс осаждения эритроцитов из кровотока.

10 0

О влиянии вязкого заполнителя на сопротивление пробиванию ударником гибких метаматериалов с ауксетическими свойствами

Номер выпуска 2 от 20.01.2026

Экспериментально исследовались свойства гибких метаматериалов с отрицательным коэффициентом Пуассона (с ауксетической структурой на основе ячейки в виде вогнутого шестиугольника) сопротивляться пробиванию по нормали жестким сферическим ударником. Образцы с хиральной структурой, изготовленные с помощью 3D-принтера из термопластичного полиуретана (TPU 95A пластика), с заполнением ячеек воздухом или желатином сравнивались по способности снижать кинетическую энергию ударников. Эксперименты проводились для двух скоростных режимов. Установлено, что заполнение желатином ауксетических хиральных образцов из TPU 95A пластика (в отличие от исследованных ранее жестких метаматериалов на основе e-PLA пластика) не приводит к усилению защитных свойств. По результатам проведенных экспериментов для двух скоростных режимов самыми эффективными по сопротивлению пробиванию ударником оказались гибкие и легкие образцы из термопластичного полиуретана, заполненные воздухом.

30 0

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ НИКЕЛЕВОГО ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА С УЧЕТОМ ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ И ДИФФУЗИИ ВАКАНСИЙ

Номер выпуска 3 от 26.02.2025

Предложена комплексная модель аннигиляции пор в процессе ГИПа, учитывающая одновременное действие механизмов пластического течения материала и диффузионного растворения пор вследствие эмиссии вакансий поверхностью поры. Полученные математические уравнения применены для анализа кинетики аннигиляции пор в монокристаллах никелевого жаропрочного сплава CMSX-4 в процессе ГИПа, применяемого к этому сплаву в промышленности. Из проведенного анализа следует, что в данных условиях оба механизма (пластического течения и диффузии вакансий) вносят сопоставимый вклад в сокращение объема пор. С повышением давления ГИПа вклад пластического течения увеличивается, тогда как вклад диффузии вакансий понижается. Крупные поры сокращаются в объеме в основном по механизму пластического течения, однако на окончательной стадии закрытия пор более активен механизм диффузии вакансий. Для обеспечения надежного залечивания пор по вакансионному механизму ГИП следует проводить при умеренном давлении аргона в газостате.

10 0

О ВЛИЯНИИ ХИРАЛЬНОСТИ СТРУКТУРЫ АУКСЕТИЧЕСКИХ МЕТАМАТЕРИАЛОВ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОБИВАНИЮ УДАРНИКОМ

Номер выпуска 3 от 20.02.2025

Экспериментально исследовались свойства метаматериалов с отрицательным коэффициентом Пуассона (с ауксетической структурой на основе ячейки в виде вогнутого шестиугольника) сопротивляться пробиванию по нормали жестким сферическим ударником. С помощью 3D-принтера из гибкого термопластичного полиуретана TPU 95A пластика и жесткого e-PLA-пластика были изготовлены одинаковые по массе образцы с хиральной и нехиральной структурой, которые сравнивались по способности снижать кинетическую энергию ударников на скорости около 190 м/c. Было установлено, что хиральность структуры образцов (как для TPU, так и для PLA-пластиков) приводит к усилению их защитных свойств. Однако, при повороте структуры образцов на 90° лучшее сопротивление пробиванию оказывали образцы без хиральности. По результатам проведенной серии экспериментов с TPU и PLA образцами самыми эффективными по сопротивлению пробиванию ударником оказались ауксетики из термопластичного полиуретана, с развернутой на 90° нехиральной структурой.

12 0