С помощью математической модели движения скользящей дислокации вычисляется сигнал акустической эмиссии, сопровождающий процесс преодоления дефектов в кристалле. Дана оценка величин упругих напряжений в излучаемом сигнале. Установлено, что сигнал акустической эмиссии при срыве дислокации с дефекта значительно превосходит сигнал при торможении скользящей дислокации при встрече с дефектом. Эти сигналы имеют различную форму. DOI: 10.21883/FTT.2017.08.44757.457
ВведениеЯвление акустической эмиссии происходит в кристал-лических твердых телах при деформации, сопровожда-ющейся образованием и эволюцией дислокационных ан-самблей. Упругая энергия, излучаемая при этом, может регистрироваться диагностической аппаратурой, исполь-зуемой для контроля над состоянием металлических конструкций [1,2]. Одним из возможных механизмов эмиссии является акустическое излучение, возникающее при работе источника Франка−Рида. Начальная стадия этого процесса, начинающаяся задолго до момента бло-кировки образующегося скопления обратными напряже-ниями, и сопровождающего его излучения моделирова-лась в работах Нацика и Чишко [3,4]. Теоретические расчеты акустической эмиссии при пластической дефор-мации с коллективным движением дислокаций [5] пока-зывают, что релаксация напряжений начинается с мо-мента максимального значения акустического импульса, совпадающего по времени с максимальным значением напряжений в кристалле. В то же время полученная при этом кривая напряжения не совсем точно описывает реальный процесс деформирования ни с точки зрения опытных данных [6], ни с точки зрения результатов моделирования [7].В [8,9] экспериментально показано, что максимальной величины импульсы эмиссии достигают на пределе теку-чести.В настоящей работе представлены данные акустиче-ской эмиссии при скольжении дислокации на площадке моделирования вплоть до выхода дислокации на поверх-ность кристалла.
МодельДля исследования акустической эмиссии, сопровож-дающей скольжение дислокации через систему дефек-тов, была использована разработанная авторами ранее модель скольжения дислокации через систему дефек-тов [7]. Движение дислокации происходит в модельном образце, в котором расположены однородные дефекты (стопоры). Дислокационная линия, состоящая из отдель-ных связанных между собой дислокационных сегментов, опирающихся своими концами на стопоры, двигается от одного края площадки моделирования к другому (рис. 1). Каждый сегмент при движении изгибается, может столк-нуться со встречными стопорами или сорваться с удер-живающих его стопоров, при этом образуются новые сегменты.Каждый шаг движения любого сегмента рассчитыва-ется при помощи решения уравнения (1) [3,10] ,где p = B/Gb 2 , S = σ/Gb, t -время, G -модуль сдвига, b -модуль вектора Бюргерса, B -коэффи-циент динамической вязкости, U -смещение точек дислокационного сегмента, R(λ) -радиус кривизны сег-мента в точке λ, σ -величина внешнего напряжения, λ -криволинейная координата вдоль сегмента, L -длина сегмента. Уравнение (1) справедливо для таких смещений U сегмента, что U ≫ L, решается численно, методом сеток.Т...