Plasticity incipience in aluminum with copper inclusions

Дислокационная активность контролирует пластическую деформацию большинства металлических материалов. Механическое нагружение с высокими скоростями деформации или с большими градиентами деформации может привести как к гомогенному зарождению дислокаций, так и к эмиссии дислокаций из различных неоднородностей, таких как нанопоры и фазовые выделения. Зарождение и испускание дислокаций вызывают пластичность, релаксирующую сдвиговую составляющую напряжений. В данной работе исследуется порог испускания дислокаций из наноразмерных включений меди в монокристалле алюминия по сравнению с гомогенным зарождением дислокаций в чистом металле. Мы рассматриваем различные формы включений (сферические, цилиндрические и кубические) и довольно произвольные осесимметричные деформации с помощью моделирования методом молекулярной динамики (МД). Для большинства траекторий деформации включения меди существенно снижают порог начала пластичности, тогда как для некоторых траекторий деформации с осевым или поперечным растяжением включения не влияют. В зависимости от пути деформации форма включения может как влиять на порог эмиссии, так и не влиять на него. Таким образом, существует сложная зависимость порога начала пластичности от пути деформации, наличия и формы медных включений. Эта зависимость аппроксимируется с помощью искусственной нейронной сети (ИНС), обученной на результатах МД-моделирования. Полученную ИНС можно в дальнейшем применять как определяющее уравнение на уровне механики сплошной среды.