БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 30 |

«Сборник статей Международной научно-практической конференции 27 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 З 33 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. ...»

-- [ Страница 1 ] --

ЗАКОНОМЕРНОСТИ

И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАУКИ

Сборник статей

Международной научно-практической конференции

27 марта 2014 г.

Уфа

РИЦ БашГУ

2014

1

УДК 00(082)

ББК 65.26

З 33

Ответственный редактор:

Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.;

Закономерности и тенденции развития наук

и: сборник статей З 33 Международной научно-практической конференции. 27 марта 2014 г. / отв. ред.

А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ 2014. – 190 с.

, ISBN 978-5-7477-3513-2 Настоящий сборник составлен по материалам Международной научно-практической конференции «Закономерности и тенденции развития науки», состоявшейся 27 марта 2014 г. в г. Уфа.

Ответственность за аутентичность и точность цитат, имен, названий и иных сведений, а так же за соблюдение законов об интеллектуальной собственности несут авторы публикуемых материалов. Материалы публикуются в авторской редакции.

УДК 00(082) ББК 65. ISBN 978-5-7477-3513- © БашГУ, © Коллектив авторов, © ООО «Аэтерна»,

ФИЗИКО- МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 536. А.И. Акимов, к.т.н., доцент В.Н. Елисеев, ст. преподаватель В.Н. Абузяров, ст. преподаватель Филиал НОУ ВПО Московский технологический институт «ВТУ» в г.Оренбурге Г.Оренбург, Российская Федерация

РЕШЕНИЕ ОДНОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРИ ОБЪМНОМ

НАГРЕВЕ НАСЫЩЕННОЙ ПОРИСТОЙ СРЕДЫ АНАЛИТИЧЕСКИ

В среде, в которой создано высокочастотное электромагнитное поле, создаются объёмные источники тепла. Вследствие нагрева происходит уменьшение вязкости и расширение жидкости, заполняющей трубу. Эти явления свою очередь приводят к перераспределению температуры и давления в среде.

Рассмотрим решение задачи, описывающей изменения температуры и давления в пористой среде, насыщенной жидкостью 2 2 2 x =а, e (1) V c t x x, (2) x 2 t V=, const, (3) x при условиях: T(x,0) =T (4) P(0,t)=P (6) В этих выражениях Т - температура, Р - давление, Р0 - мощность источника электромагнитной энергии, поглощения электромагнитных волн, с - объемная теплоемкость среды, коэффициент пьезопроводноcти среды, к - проницаемость среды, - вязкость жидкости, насыпающей пористую среду, Рг - давление на галерее, Р0 - начальное давление в пористой среде, х - координата, t - время.

Для простоты и получения аналитического решения в данной задаче считается, что вязкость жидкости не изменяется в процессе излучения.

Решение задачи (2) при условиях (6) и (7) имеет вид Тогда из формулы (3) имеем Для нахождения температуры T(t,x) рассмотрим решение более общей задачи при условиях (4) и (5).

В предположении, что b(t,x), c(t,x), f(t,x) ограниченные, непрерывно дифференцируемые функции, эту задачу можно рассматривать как частный случай второй краевой задачи на полупрямой для квазилинейного уравнения теплопроводности при условиях (4) и (5) с правой частью F(t, x, T, ), ограниченной, непрерывной Мы будем предполагать, что условие (*) выполняется в области где t и d – достаточно малые постоянные.

Как известно, в случае F(t,x) = 0, решение задачи (11), (4), (5) даётся формулой - функция Грина второго рода для уравнения теплопроводности на полупрямой.

Известно также, что для функции (12) имеет место оценка где С и - положительные постоянные, к = 0,1,2,…, t0.

Теперь мы можем заменить задачу (11), (4), (5) эквивалентным интегродифференциальным уравнением где T (t,x) определяется из (12).

Уравнение (15) будем решать методом последовательных приближений, полагая Тогда решение примет вид Полученное решение позволяет выяснить влияние фильтрации жидкости на распределение температуры при объемном нагреве среды высокочастотным электромагнитным излучением. Оно может быть использовано, в частности, также для тестовых исследований.

1. Тюков Н.И. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов изготовления изделий из композиционных материалов.

/ Н.И.Тюков, И.А. Акимов, А.И., А.И. Акимов - Уфа : РИО БашГУ, 2003. - 256с.

2. Акимов А.И. Математическое моделирование теплофизических процессов в автоматических установках производства композиционных материалов.

//Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике»: г. Пенза, 2008г.с.271-274.

3. Акимов, А. И. Автоматизация процессов принятия решений при сопровождении технологических процессов изготовления изделий/А. И. Акимов, А.

Н. Новиков//Интеллектуальные системы управления и обработки информации:

Междунар. молодежная науч.-техн. конф. Уфа: Изд. Уфим. гос. авиац. техн. ун-та, 2001. С. 1.

УДК 538.

ФОРМИРОВАНИЕ С-ДОМЕНОВ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКНА

CuAu СО СВЕРХСТРУКТУРОЙ L10 В НАПРАВЛЕНИИ 100 ПРИ Методом молекулярной динамики исследуется атомные механизмы структурной перестройки монокристалла интерметаллида CuAu происходящие при приложении одноосного растягивающего напряжения со скоростью 20 м/с (3,11109 с-1) в направлении 100 при температуре 1200 К. Процесс деформации сопровождается нарушением как структурного, так и сверхструктурного порядка. Основная задача данной работы – нахождение этапов деформации, появляющихся при динамическом растяжении.

В последнее время в литературе отмечается рост публикаций с привлечением численных методов, посвященных изучению атомных перестроек в процессе высокоскоростной (со скоростями 108-1010 с-1) деформации наноструктур на основе чистых металлов (Au, Ag, Ni, Al и др.) и сплавов. Особое внимание уделяется металлическим нановолокнам или нанопроволокам [1-2]. Однако, мало исследованными остаются свойства нановолокон интерметаллидов, содержащих длиннопериодическую структуру, в частности CuAu. При деформации в таком сплаве может происходить сочетание структурных и сверхструктурных изменений, обуславливающих различные эффекты.

В работе для расчета динамики атомной структуры применяется метод молекулярной динамики с использованием парных потенциальных функций Морзе.

Направления скоростей движения атомов на начальном этапе задаются случайным образом так, чтобы суммарный импульс всех атомов расчетной ячейки был равен нулю.

Одноосная деформация растяжения расчетного блока кристалла производится по следующему алгоритму. Инициализируется блок в виде прямоугольного параллелепипеда с основанием в виде квадрата в плоскости {100}, высота соответствует направлению 100, перпендикулярному моноатомным слоям. К расчетному блоку кристалла прикладываются свободные граничные условия в направлениях 010, 001 и жесткие в направлении 100. Динамическая одноосная деформация растяжения задается посредством поступательного смещения всех атомов, составляющих жесткие границы, вдоль оси 100 на 0.02 нм через 10-13с, что соответствует скорости деформации 20 м/c.

Размер расчетного блока составлял 10368 атомов. Для учета эффектов энергетического обмена моделируемой системы с внешней средой используется специальный алгоритм пересчета скоростей - термостат Берендсена [4].

Рис.1. Графики зависимости: запасенной энергии (левый) и напряжение на После разрыва образца (рис.2.), возле зажимов происходит образованее сдоменов. Сам же сплав возле разрыва на столь высоких температурах имеет неупорядоченную структуру. Среднее число связей на атом равно 9,83. Среднее смещение по кристаллу 3920,09. В результате деформации образовалось межузельных атомов.

В результате деформации выявлено 4 стадии: квазиупругая, пластическая (в следствии высоких температурах данная стадия наблюдается слабо), текучесть образца и разрушение (рис.1.).

До 62 пс сплав подвергается квазиупругой деформации. Запасенная энергия достигает своего максимума 0,25 эВ/атом, а напряжение на зажимах примерно равно 6 Гпа. Среднее число связей на атом 9,935. Среднее смещение по кристаллу 68,109.

Рис.4. Вид атомного блока на 62 пс, с лева увеличенное изображение.

При использовании визуализации отображение атомных плоскостей как единое целое можно увидеть образование с-доменов по всему сплаву.

Рис.5. Наносплав на 62 пс с визуализацией наглядного образования С-доменов по На 216 пс происходит уменьшение внутренней энергии на незначительную величину, порядка 0,002 эв/атом. В данный момент времени возникает текучесть образца и дальнейшее формирование шейки. Как можно заметить, С-домены ярко выражены вблизи захватов. В месте разрыва наблюдается «закручивание» атомов, т.е. образование кластеров. Число связей на атом 11,174.

В результате наблюдения за деформацией сплава CuAu были сделаны следующие выводы:

1. С помощью компьютерной модели удалось наблюдать: квазиупругую деформацию, пластичную деформацию, образование шейки, разрыв. В виду всего этого можно сделать заключение, что для преодоления межатомных силы притяжения, для перехода в пластическую деформацию наносплава Cu-Au по направлению растяжения 100, нам потребуется напряжение на каждом зажиме в 6,8 Гпа.

2. При деформации нанонасплава Cu-Au I, в направлении 001 можно наблюдать образование двумерных линейных дислокаций вдоль линий скольжения образованных объединением комплексных дефектов.

3. Сплав Cu-Au можно подвергнуть относительному удлинению при температуре 1200 К в 1,6 раза от начальной длинны. Дальнейшее удлинение сопровождается разрушением.

4. Сплав разрушается на 376 пс.

5. Начальные положения атомов после деформации, совпали с конечными положениями атомов после релаксации в 50 пикосекунд, что свидетельствует о том, что ход эксперимента шел верно и все расчеты можно брать для практической реализации.

Полученные результаты могут быть использованы для развития теории пластической деформации и при исследовании деформации нановолокон ГЦТ металлов и сплавов. Полученные результаты могут найти практическое применение при использовании материалов со сверхструктурой L10 в качестве наполнителей в нанотрубках или в качестве составных частей в более сложных наноматериалах.

Результаты компьютерного моделирования могут быть использованы в качестве демонстрационного материала для студентов материаловедческих специальностей, на их базе возможно создание работ для лабораторного практикума.

Исследование выполнено при финансовой поддержке грантов РФФИ в рамках проектов №12-02-31135 мол_а, № 12-08-06055-г, №12-02-98000-р_сибирь_а, №12г, №12-08-98046-р_сибирь_а.

1. Поздняков В.А. Физическое материаловедение наноструктурных материалов. – М.: МГИУ, 2007. - 424 с.

2. Рыжонков Д.И., Лёвина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы. – М.: Бином.

Лаборатория знаний, 2008. – 365 с.

3. Синица Н. В. Компьютерное моделирование деформации и разрушения нановолокон интерметаллида сверхструктуры l12 (M) Ni3Al.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н. - Барнаул, 2010. - 24 с.

4. Berendsen H.J.C., et al. Molecular-dynamics with coupling to an external bath//J.

Chem. Phys. - 1984. – V. 81, № 8, P. 3684-3690.

УДК 620.18: 669-419: 621.785. аспирант Научно-исследовательского технического университета «МИСиС»

профессор Научно-исследовательского технического университета «МИСиС», доцент Научно-исследовательского технического университета «МИСиС»

ДИФФУЗИЯ ПО ГРАНИЦАМ СЛОЕВ В МНОГОСЛОЙНЫХ

МАТЕРИАЛАХ

Создание современных технических устройств требует использования нового класса конструкционных металлических материалов, получаемых на основе синтеза многослойных композитных заготовок. Перспективными становятся гомогенные материалы имеющих структуру, состоящую из сотен и тысяч слоев, разделенных между собой большеугловыми границами. Получение такой структуры возможно в том случае, если в исходной композиции участвуют сплавы на основе одного металла, имеющие различное кристаллической строение, в частности, решетки ОЦК и ГЦК, которые характерны для сталей различных марок.

Разработан способ получения (методом горячей прокатки) многослойных заготовок листового сортамента со слоистой структурой с чередованием слоев двух различных марок стали [1, с. 44]. В зависимости от режима обработки средняя толщина чередующихся между собой слоев может составлять от 100 до 0,3 мкм.

Ламинарное строение многослойной композиции из сталей 08Х18Н10 и 40Х представлено на рис.1.

Рис.1. Микроструктура многослойной листовой заготовки композиции 40Х13+08Х18Н10 после первого технологического передела, толщина заготовки мм, толщина слоя ~ 20 мкм, направление прокатки перпендикулярно плоскости Для использования многослойных материалов в качестве силовых элементов в технических устройствах поверхности, перпендикулярные направлению слоев, требуется упрочнять с помощью поверхностных обработок, например, проводить химико-термическую обработку (ХТО).

При ХТО азотированием многослойной композиции 08Х18Н10+08Х18 оказалось, что глубина азотированного слоя в многослойном материале больше, чем в трудно азотируемой стали 08Х18Н10 [2]. Было установлено, что глубина азотированного слоя возрастает с уменьшением толщины слоев в образцах многослойного материала.

Данный эффект может быть связан с ускоренной диффузией азота по границам слоев (ГС) с последующим его оттоком в объемы граничащих слоев. Рассмотрение модели диффузии по ГС многослойного материала, основанное на модели Фишера для зернограничной диффузии [3, с. 87], является целью нашей работы.

Пусть диффузия происходит в системе параллельных слоев толщиной разделенных границами слоев, имеющих толщину l. Будем считать, что диффузия по ГС происходит аналогично диффузии по границам зерен (ГЗ), и при температурах более низких значения 0,7 Tпл. многослойного материала коэффициент диффузии по ГС - Db D – коэффициента диффузии в объеме слоя.

Вслед за металлографическими исследованиями многослойных материалов будем считать, что ГС не претерпевают структурных изменений в условиях, соответствующих рассматриваемым диффузионным процессам.

На рис.2 показано направление диффузионных потоков вдоль ГС и в стороны внутрь граничащих слоев.

Рис. 2. Направление диффузионных потоков при диффузии по границам слоев В соответствии с моделью Фишера будем считать, что диффузией от внешней поверхности через объем материала - вдоль направления y - в слое можно пренебречь. Тогда модель диффузии для отдельно взятой ГС и для одного слоя будет иметь вид cb – концентрация диффундирующего элемента в ГС, с – концентрация в объеме слоя. Отличие данного варианта модели от модели Фишера [3, с.88] в том, что диффузия внутри слоя определяется двумя источниками, двумя слоевыми границами, т.е. она будет зависеть от толщины слоя.

Для получения решения уравнения (2) запишем начальные и граничные условия для с(x,y,t):

начальные условия: c(0, y, 0) = c(l, y, 0) = 0, граничные условия: с(x, 0, t) = c0 ;

c(0, y, t) = cb.

Решение (2) при t 0,05l2/D (Dt/l2 0,05) с точностью до 1% можно представить в виде следующей формулы считая, что – толщину границы можно не учитывать, как реальный размер Подставим решение (4) в уравнение (1), записанное для квазистационарного случая:

Введем обозначение: b. Тогда решение уравнения (5) можно представить в виде Из решения (6) можно выразить диффузионную длину Lb, которая показывает, на какой глубине от внешней поверхности концентрация в ГС падает в e раз Сравним диффузионную длину по границе слоя для рассматриваемого случая Lb и диффузионную длину решения задачи Фишера для отдельно взятой индивидуальной границы зерна -.

Как известно [4, с. 23]:



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 30 |
 


Похожие материалы:

«МОЛОДАЯ НАУКА В КЛАССИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ Тезисы докладов научных конференций фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых Иваново, 21–25 апреля 2014 г. Часть I IX научная конференция молодых ученых ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫ Научная конференция ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК Научная конференция ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ Научная конференция АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Иваново Издательство Ивановский ...»

«Посвящается 65-летию Победы в Великой Отечественной войне НАУЧНОЕ ТВОРЧЕСТВО МОЛОДЕЖИ Материалы XIV Всероссийской научно-п рактической конфе ренции 15–16 апреля 2010 г. Часть 1 Издательство Томского университета 2010 ББК 74+72 Н76 Научное творчество молодежи: Материалы XIV Всероссийской Н76 научно-практической конференции (15-16 апреля 2010 г.). – Томск: Изд- во Том. ун-та, 2010. – Ч. 1. – 240 с. ISBN 978-5-7511-1939-3 В часть 1 вошли материалы секций Математика. Прикладная математика и ...»

«СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ НАУКИ Сборник статей Международной научно-практической конференции 15 мая 2014 г. Уфа АЭТЕРНА 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 33 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; С 33 Современные концепции развития науки: сборник статей Международной научно- практической конференции (15 мая 2014 г, г. Уфа). - Уфа: Аэтерна, 2014. – 388 с. ISBN 978-5-906763-16-7 Настоящий сборник составлен по материалам Международной научно- практической конференции ...»

«С уважением, Заместитель председателя Комитета по ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»