Аналитическое определение внутрененей энергии материала в функции от релаксационной стойкости дислокационной структуры Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 531.43+539.13.6

В. И. Бутенко

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕНЕНЕЙ ЭНЕРГИИ МАТЕРИАЛА В ФУНКЦИИ ОТ РЕЛАКСАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ Релаксационная стойкость дислокационной структуры материала определяется подвижностью дислокаций и величиной их кинетической энергии Тк, которая является основной составляющей внутренней энергии материала Т. Величина кинетической энергии всех движущихся дислокаций, находящихся в объеме материала V, определяется выражением

где р^) - мгновенная плотность дислокаций материала в заданной точке; ^ - вектор Бюргерса; 5 - напряжение внутри деформированного материала; L - максимально возможное перемещение дислокаций.

Другой составляющей внутренней энергии материала является энергия упругих искажений кристаллической решетки ^, вызванная наличием дислокаций. Для ее определения может быть использовано выражение вида

где G - модуль сдвига материала; V - коэффициент Пуассона; R - среднее расстояние от дислокации до ее ближайших соседей; г0 - радиус ядра дислокации.

После преобразования уравнений (1) и (2) с учетом показателя релаксационной стойкости дислокационной структуры материала Ар = р-рна — и показателя дислокационной

где рисх- исходная плотность дислокаций материала.

Полученная формула определения внутренней энергии материла может быть использована при решении проблемы повышения прочности конструкционных материалов путем формирования в них заданной релаксационной стойкости дислокационной структуры как чисто металловедческими путями, так и в процессе механической обработки деталей.

V

ь

(1)

(2)

насыщенности к р

Рна—, формула определения внутренней энергии материала примет вид

Р исх

(3)