name: Теоретическое исследование движения дислокаций и малоугловых границ зерен в ГЦК металлах и сплавах
keyword_list: Сдвиговая деформация Границы зерен Дислокации Движение дефектов Теоретические модели Дефекты кристаллической решетки
abstract: Объект и предмет исследования. Цель работы. Методы исследования. Теоретические и практические результаты их новизна. Область применения.
  Объект исследования – движение дефектов кристаллической решетки в ГЦК металлах и сплавах, а именно, дислокаций и малоугловых границ зерен наклона. 
  Цель работы – теоретическое исследование движения уединенной краевой дислокации и малоугловой границы зерна наклона как совокупности краевых дислокаций в чистых ГЦК металлах (алюминии, меди и никеле) и в алюминиево-медных сплавах (твердый раствор меди в алюминиевой матрице и сплав с наноразмерными медными кластерами), а также в разработке соответствующих теоретических моделей.
  Методы исследования: для разработки теоретических моделей движения границы зерна и уединенной краевой дислокации использовался аппарат механики сплошной среды, где сдвиговое напряжение, действующее на каждую зернограничную дислокацию, определяется с учетом локального распределения напряжений в кристалле. В случае границы зерна, также учтены силы междислокационного взаимодействия. Численный эксперимент в диссертационной работе реализован с помощью метода классической молекулярной динамики в программном пакете LAMMPS. Начальные атомные структуры создавались в программе ATOMSK. Визуализация атомных структур, анализ кристаллической решетки и поиск дефектов проводился в программном пакете OVITO, в частности, поиск дислокаций производился с помощью алгоритма DXA. Для подбора параметров теоретической модели в соответствии с данными молекулярно-динамического моделирования применен алгоритм Байеса. Теоретическая модель движения краевой дислокации в алюминии с наноразмерными кластерами меди основана на рассмотрении движения дислокаций и её взаимодействия с препятствиями в рамках механики сплошной среды и параметризована на данных молекулярно-динамического моделирования. Проведено её обобщение в виде двумерной дискретной дислокационной динамики.
  Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем. Впервые разработана теоретическая модель движения малоугловых границ зерен наклона как совокупности краевых дислокаций с учетом следов пластической релаксации напряжений за движущимися дислокациями и взаимодействия между каждой дислокацией в системе. Модель разработана и верифицирована на основе данных молекулярно-динамического моделирования. Впервые показаны три стадии движения зернограничных дислокаций соответствующие различному распределению напряжений вблизи границ зерен. Существование этих стадий наблюдается также в численном молекулярно-динамическом эксперименте. Впервые на основе теоретической модели установлена стадия быстрого движения границы зерна, которая возникает из-за неоднородного распределения напряжений в кристалле. Впервые применена теоретическая модель движения малоугловых границ зерен наклона как совокупности краевых дислокаций для случая движения границ зерен в алюминиевом кристалле с твердым раствором меди. Впервые разработана теоретическая модель динамического преодоления дислокацией перерезаемых и неперерезаемых наноразмерных медных включений. Показано, что модель предсказывает напряженное состояние экспериментально полученного перспективного алюминиево-медного сплава AA2024, упрочненного кластерами нанометрового размера, сформированными в результате циклического нагружения
  Разработанные теоретические модели, верифицированные и параметризованные на основе данных молекулярно-динамического моделирования, могут далее использоваться в многомасштабном моделировании поведения материала. Для перехода на более высокий масштабный уровень, теоретическая модель может быть включена в качестве подмодели в дискретную дислокационную динамику, другой сеточный или бессеточный численный метод решения уравнений механики сплошной среды.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Таскаев
chairman_dissertation_council.patronymic: Валерьевич
chairman_dissertation_council.position: Ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: C-4688-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 55886287900
chairman_dissertation_council.rinc_id: 134149
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-6352-2816
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Таскаев
organization_supervisor.patronymic: Валерьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.19
rubrics.name: Методы исследования кристаллической структуры и динамики решетки
rubrics.code: 29.19.11
rubrics.name: Дефекты кристаллической структуры
oecds.code: 02.05.PM
oecds.name: MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY
speciality_codes.name: Теоретическая физика
speciality_codes.code: 01.04.02
supervisors.fio: Майер А.Е.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Теоретическая физика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Александров И.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Брюханов И.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Механика деформируемого твердого тела
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ЧелГУ"
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1027402324905
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ЧелГУ"
author_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет"
author_organization.ogrn: 1027402324905
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения