Relaxation of edge dislocations in metals under the action of external stresses

Abstract

The study of the relaxation of edge dislocations (ED) in metals under the action of alternating external stresses of various natures is of great practical interest for estimating of workability of structural elements and functional materials of nuclear power and thermonuclear fusion power plants. In the model of the inhomogeneous dissipative sine – Gordon equation for different values of the amplitude and frequency of the external harmonic force, as well as for different values of dislocation friction, the nonlinear dynamics of ED with fixed ends is studied numerically. The formation of breather-type solitons on the ED is shown, the maximum amplitude of which decreases with increasing dislocation friction. The resonance dependence of the kinetic energy of ED oscillations on the frequency of the external field is described. It has a maximum value for the resonant frequency and decreases with increasing numerically found resonance frequencies.

Вивчення релаксації крайових дислокацій (КД) у металах під дією змінних зовнішніх напруг різної природи представляє великий практичний інтерес для оцінки працездатності елементів конструкції і функціональних матеріалів ядерних і термоядерних електростанцій. У моделі неоднорідного дисипативного рівняння синуса – Гордона для різних значень амплітуди і частоти зовнішньої гармонійної сили, а також для різних значень дислокаційного тертя числовими методами досліджується нелінійна динаміка КД з закріпленими кінцями. Показано формування на КД солітонів брізерного типу, максимальна амплітуда яких зменшується зі збільшенням тертя дислокації. Описана резонансна залежність кінетичної енергії коливань КД від частоти зовнішнього поля. Кінетична енергія коливань КД має максимальне значення для резонансної частоти і зменшується зі збільшенням знайдених числовими методами резонансних частот.

Изучение релаксации краевых дислокаций (КД) в металлах под действием переменных внешних напряжений различной природы представляет большой практический интерес для оценки работоспособности элементов конструкции и функциональных материалов ядерных и термоядерных электростанций. В модели неоднородного диссипативного уравнения синуса – Гордона, для различных значений амплитуды и частоты внешней гармонической силы, а также для разных значений дислокационного трения численно исследуется нелинейная динамика КД с закрепленными концами. Показано формирование на КД солитонов бризерного типа, максимальная амплитуда которых уменьшается с увеличением трения дислокации. Описана резонансная зависимость кинетической энергии колебаний КД от частоты внешнего поля. Она имеет максимальное значение для резонансной частоты и уменьшается с увеличением численно найденных резонансных частот.