ИСТИНА

Изучение деформирования и разрушения материала в условиях лазерного воздействия и влияние на реакцию материала температурной зависимости теплофизических свойств и длительности и мощности лазерного импульса. Анализ роста поверхностных и внутренних трещин с учетом различия в скорости распространения тепла по сплошному материалу и по зоне разрушения. Изучение кинетики разрушения при лазерном воздействии для тел и условий нагружения, обладающих осевой симметрией. Исследование эффекта пластического деформирования нагретого материала и расчет возникающих в результате остывания и неоднородного деформирования остаточных напряжений в слоях материала, прилежащих к поверхности, обработанной лазерным лучом осесимметричных тел. Проведение численных и натурных экспериментов с целью выявления термодинамических констант материала, описывающих разрушение в рамках предложенного единого критерия, применимого к описанию разрушения как в нагретой, пластически деформируемой области, так и практически холодной хрупкой области, лежащей за границей температурного фронта. Проведение испытаний по интенсивному локальному нагреву плоских образцов с целью анализа остаточных деформаций и отработки режимов совместного термомеханического воздействия для подавления растрескивания и выпучивания.

Построены приближенные решения осесимметричного нелинейного уравнения теплопроводности. Получены эпюры термомеханических напряжений в диске, локально нагретом по центральной области с учетом пластичности в сильно нагретой части диска. Исследован вопрос возникновения остаточных напряжений при остывании неравномерно прогретого диска. Проведен анализ зависимости возможного поверхностного растрескивания материала и формоизменения диска при остывании от физических характеристик лазерного воздействия. Изучены возможности применения механического преднагружения для подавления поверхностного растрескивания и формоизменения. Предложен единый критерий разрушения, основанный на достижении критической величины удельной диссипации энергии. Предложен механизм учета вклада в диссипацию микромеханического растрескивания хрупких материалов предваряющего макроразрушение. Проведены испытания дисковых образцов из полиуритана по локальному нагреву по центральной области диска. Диаметр диска (10см) был на порядок больше диаметра области нагрева (1см) и на два порядка больше толщины диска (2мм). Образцы такой геометрии позволяли с достаточной точностью использовать для описания наблюдаемых в испытании формоизменений развитый аналитический метод, неучитывающий неравномерность прогрева по толщине. Наблюдения остаточного формоизменения подтверждают развитую выше модель и дают положительную оценку методам подавления остаточных деформаций. Для более точной оценки температурных полей и полей термоупругопластических напряжений в случае нелинейной двумерной задачи и для задач с цилиндрической симметрией с учетом неравномерности прогрева по толщине создана компьютерная программа на языке СИ. Проведены численные расчеты. На основе аналитического и численного методов проведена оптимизация режимов нагрева и механического преднагружения образца с точки зрения минимизации остаточных напряжений и деформаций.