Моделирование спекания с помощью теории пластичности
остаточных напряжений, поскольку в состоянии покоя вязких напря-
жений нет. Значит, если не учитывать упругие напряжения, получить
правильный ответ на ряд важнейших практических вопросов невоз-
можно. Соответственно формулировки, учитывающие упругость, яв-
ляются предпочтительными.
В настоящей работе к расчету прессования и спекания примене-
на простейшая модификация теории упругопластического течения [6].
В систему уравнений обычной теории добавлено кинетическое урав-
нение для расчета эволюции пористости под действием упругого дав-
ления (процесс прессования) и напряжения спекания (процесс спека-
ния), а свойства упругости приняты зависящими от пористости. От-
личие таких моделей от моделей вязкого течения состоит в том, что
напряжения обусловлены именно упругой частью деформации и огра-
ничены условием пластичности. Скорость необратимых деформаций
формоизменения определяется законом пластического течения, а ско-
рость необратимой объемной деформации, непосредственно связан-
ная со скоростью изменения пористости, — законом вязкого течения
для упругого давления и напряжения спекания. Рассматриваемая мо-
дификация легко внедряется в программы расчета упругопластиче-
ских сред для адаптации к процессам спекания.
На модельных примерах численно продемонстрирована способ-
ность модифицированной теории упругопластического течения вос-
производить эффекты уплотнения материала при прессовании и спе-
кании, определять остаточные пористость, напряжения и деформации
в прессовке, а также ее остаточную форму.
Описанный вариант теории не претендует на завершенность и трак-
тует процесс спекания очень упрощенно. Не рассматриваются эф-
фекты диффузии и межфазные химические взаимодействия, эффекты
фильтрации материала матрицы и газов к границам прессовки и эф-
фекты, связанные с эволюцией микроструктуры в представительных
объемах.
Для тарировки применяемой теории требуются данные микроме-
ханики и физического эксперимента о кинетике спекания в условиях
макрооднородного состояния представительного объема. Необходима
информация о зависимости скорости изменения пористости, коэффи-
циентов теплоемкости и теплопроводности, модулей упругости и пре-
дела текучести от пористости и температуры для конкретного состава
порошкового композита.
Решения получены с использованием неявной квазиньютоновской
конечно-элементной схемы [7]. Разрушение при спекании пока не рас-
считывалось, хотя такая возможность имеется [8]. Технические воп-
росы, требующие исследования неоднородных процессов спекания,
3
