Preview

Arctic and Subarctic Natural Resources

Advanced search

A Structural Multiscale Approach to the Modeling of Evolutionary Processes in Materials with Internal Microstructure

Abstract

The article describes the main provisions and the application of a structured approach to building a multilevel model of damage accumulation and fracture of materials of different nature with the structure of defects at different scales.As the basis of the study an approach of micro-macroscopic physical modeling was adopted, which has been developed for complex multilevel (multiscale) systems with internal microstructure and evolving under the action of external factors. As a rule, this leads to the process of damage accumulation in the material, and subsequent fracture. The analysis of existing multi-level approaches has been done, and the possibility of creating full-scale models on the basis of theoretical analysis and experimental data has been discussed. The authors on the basis of works of domestic and foreign authors come to conclusion about the necessity of the experiment at submicroscopic level, allowing to quantify the process of damage accumulation and to identify the patterns of fracture. The novelty of the approach is the use of structural models and Verhulst logistic function to assess the evolution of damage at several structural levels, as well as direct experimental in situ observation of damage processes at the nanolevel. The study also describes the prospects of non-Markovian approach and Bayesian probability interpretation for safety evaluation and lifetime prediction of equipment operated in the North conditions.

About the Authors

Valeriy Valer’evich Lepov
Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation


Valentina Semenovna Achikasova
Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation


Anastasia Anatolyevna Ivanova
Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation


Kyunna Yakovlevna Lepova
Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation


References

1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. – М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.

2. Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения твердых тел. – Новосибирск: Наука, 1990. – 255 с.

3. Лепов В.В., Лепова К.Я., Алымов В.Т., Ларионов В.П. Стохастическое моделирование разрушения гетерогенной повреждаемой среды // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т.5, № 2. – С. 23–41.

4. Доронин С.В., Лепихин А.М., Москвичев В.В., Шокин Ю.И. Моделирование прочности и разрушения несущих конструкций технических систем. — Новосибирск: Наука, 2005. — 250 с.

5. Valeriy Lepov. Structural evolution model of damage accumulation processes in modern metallic and polymer nanomaterials // World Journal of Engineering. – 2013. – Vol. 10(3). – P. 205–212.

6. Куксенко В.С. Диагностика и прогнозирование разрушения крупномасштабных объектов // Физика твердого тела. – 2005. – Т. 47, № 5. – С. 788–792.

7. Lepov V.V. et al. Modeling of the Damage Accumulation and Fracture: Structural-statistical Aspects // Key Engineering Materials. – 2007. – Vol. 345–346. – P. 809– 812.

8. Lepov V.V., Loginov A.B. Non-Markovian evolution approach to structural modeling of material fracture // World Journal of Engineering. – 2012. – Vol. 9(3). –

9. P. 207–212.

10. Лепов В.В., Ларионов В.П., Алымов В.Т. Новые подходы к оценке предельного состояния конструкций // Наука и образование. – 2001. – №3. – С. 36–42.

11. Лепов В.В., Иванова А.А., Ачикасова В.С., Лепова К.Я. Структурно-статистический подход к иерархическому моделированию эволюции поврежденности // Международная конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании»: тезисы докладов. – Павлодар, Казахстан, 20–22 сентября 2006 г. Электронный ресурс http:// www.sbras.ru/ws/show_abstract.dhtml?ru+148+10056.

12. Ачикасова В.С., Лепов В.В. Низкотемпературный вязкохрупкий переход и внутреннее трение // Наука и образование. – 2015. – № 1. – С. 75–77.

13. Григорьев А.В., Лепов В.В., Тагров В.Н. Оценка ресурса элементов железнодорожной техники, эксплуатирующейся в условиях низких климатических температур // Наука и образование. – 2014. – № 1. – С. 35–39.

14. Архангельская Е.А., Лепов В.В., Ларионов В.П. Связная модель замедленного разрушения повреждаемой среды // Физическая мезомеханика. – 2001. – Т. 4, № 4. – С. 81–87.

15. Лепов В.В. Искусство принятия решений: краткая история и современное состояние // Наука и образование. – 1996. – № 2. – С. 93–97.


Review

For citations:


Lepov V.V., Achikasova V.S., Ivanova A.A., Lepova K.Ya. A Structural Multiscale Approach to the Modeling of Evolutionary Processes in Materials with Internal Microstructure. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2015;20(4):82-87. (In Russ.)

Views: 9


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9712 (Print)
ISSN 2686-9683 (Online)