Материал конференции: "Труды Международной конференции по компьютерной графике и зрению "Графикон" (19-21 сентября 2022 г., Рязань)"
Авторы:Андреев В.В., Андреева О.В., Гай В.Е.
Компьютерное моделирование на основе перколяционной теории третьей стадии образования и развития трещин на поверхности стальных микроструктур
Аннотация:
Рассмотрено моделирование процесса разрушения конструкционных материалов при циклических нагрузках в области многоцикловой усталости. Проведен феноменологический анализ основных стадий образования трещин, механизмов и схем их инициирования, образующихся в процессе разрушения реальных объектов. Реализация этих механизмов с помощью средств теории перколяции позволила повысить достоверность моделирования процессов, происходящих в реальных условиях при разрушении конструкции. Сформулирован параметр модели накопления повреждений на изображениях микроструктуры поверхности металлов и сплавов, позволяющий обнаружить момент завершения образования трещины. В качестве параметра была выбрана фрактальная размерность перколяционного кластера, полученного на ячейках, принадлежащих повреждению. Для расчета размеров перколяционных кластеров использовался алгоритм многократной маркировки Хошена – Копельмана. Существующий алгоритм был дополнен вспомогательной меткой для открытых ячеек, принадлежащих перколяционному кластеру, что позволило избавиться от дополнительной операции сравнения меток и перемаркировки узлов при объединении частей одного кластера. Для подтверждения эффективности предложенного параметра было проведено моделирование процесса накопления повреждений на изображениях микроструктуры поверхности. Величина ошибки не превышала 6,6 % для расчетов с использованием значений фрактальной размерности перколяционных кластеров, построенных на ячейках, принадлежащих трещине.