Математики МИФИ проводят исследование процессов самоорганизации полос адиабатического сдвига в материалах при деформациях

Одним из важных проявлений нелинейной науки являются процессы самоорганизации устойчивых структур в физических системах различной природы. Примером такого процесса являются процессы самоорганизации полос адиабатического сдвига (ПАС) в материалах при деформациях. В последние десятилетие данное явление привлекает к себе большое внимание и интенсивно изучается группой сотрудников кафедры № 31 «Прикладная математика» под руководством профессора Н.А. Кудряшова, поскольку оказалось, что ПАС являются одним из основных механизмов отказа ряда технологически важных материалов, подвергаемых сдвиговым деформациям. Места локализации ПАС оказываются более хрупкими, чем окружающие участки, вследствие чего, при деформации, происходит разрушения материала в области локализации полос сдвига. Данное явление наблюдалось в технологически важных процессах обрабатывающей, атомной и космической промышленностях, а также во многих физических экспериментах. Примеры таких процессов встречаются при работе ядерного реактора, при запуске и крушении космических аппаратов, при пробивании материала на высоких скоростях, при обработке материала давлением, при механической обработке материала, при прессовании и т.д., что по существу и определяет научную актуальность и значимость проводимого исследования.

По существу ПАС представляет собой область шириной от 1 до 500 мкм, в которой за короткие промежутки времени достигаются высокие температуры и деформации. Как правило, процессы формирования полос адиабатического сдвига формируются в местах наличия дефектов, причем эти дефекты могут быть как структурными или геометрическими, так и тепловыми. В ряде экспериментальных работ установлено, что при высоких начальных скоростях деформации имеют место процессы самоорганизации полос адиабатического сдвига. Однако, несмотря на высокую практическую значимость данного явления, оно до сих пор остается недостаточно изученным.

Главным образом, явление образования полос адиабатического сдвига изучается с использование экспериментального подхода. Бесспорно, такой подход к исследованию физических процессов является эффективным, но более ресурсоемким и времязатратным. В связи с этим изучение процессов формирования ПАС строится с помощью вычислительных экспериментов, которые позволяют исследовать все особенности процесса от начальной стадии до конечной.

Помимо экспериментальных работ, процессы формирования ПАС интенсивно исследуются с использованием теоретических методов. Однако на сегодняшний день по существу отсутствуют работы по исследованию процессов самоорганизации полос адиабатического сдвига. Вследствие этого данное явление недостаточно хорошо изучено, что и определяет существенную научную новизну проводимого исследования на кафедре №31.