Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金蠕变机理研究

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作者 段亚娟 徐宗睿 +2 位作者 郝奇 H.Kato 乔吉超 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2913-2923,共11页

Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金作为研究载体,通过蠕变循环加载及循环加载-回复实验,着重考察了蠕变变形、准稳态蠕变速率、蠕变应力指数和弛豫时间分布谱演变规律,系统探索了温度、循环加载及回复时间对其蠕变行为的... Pd_(20)Pt_(20)Cu_(20)Ni_(20)P_(20)高熵非晶合金作为研究载体,通过蠕变循环加载及循环加载-回复实验,着重考察了蠕变变形、准稳态蠕变速率、蠕变应力指数和弛豫时间分布谱演变规律,系统探索了温度、循环加载及回复时间对其蠕变行为的影响.研究结果表明,该合金的蠕变行为明显依赖于温度和应力,低温及低应力环境下合金表现出较好的抗蠕变性能,主要以弹性变形为主.随着温度增加,合金抗蠕变能力减弱,黏弹性(黏塑性)变形成为主导.循环应力在低温下对蠕变变形影响较小,而在高温下其影响显著,表明循环载荷能加剧蠕变行为,导致准稳态蠕变速率上升.回复时间对合金的瞬时弹性变形和滞弹性变形有显著影响,但对黏塑性变形的调节作用有限.卸载后合金变形能力逐渐增强,蠕变抑制得到缓解.此外,变形单元弛豫时间的广泛分布和对循环应力的敏感反应,揭示了蠕变机制的复杂性和多时间尺度的结构演化.本研究通过系统的实验和分析,深化了对高熵非晶合金蠕变行为及其调控机制的理解.为高性能高熵非晶合金的设计和应用提供了重要的理论依据和实践指导,对未来开发更具抗蠕变能力的先进材料具有一定意义. 展开更多

关键词 高熵非晶合金 蠕变 滞弹性变形 动力学 微观结构非均匀性

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冰雹撞击下泡沫铝夹芯板的动态响应 被引量：7

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作者 张永康 李玉龙 +2 位作者 汤忠斌 杨洪 许海 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期373-380,共8页

在传统单层泡沫夹芯结构的上、下面板之间插入中面板,通过移动中面板的位置,获得了外形尺寸相同、质量相等的5种构型夹芯结构,其上层芯材与芯材总厚度比分别为0∶30、10∶30、15∶30、20∶30和30∶30。在量纲分析的基础上,应用非线性动... 在传统单层泡沫夹芯结构的上、下面板之间插入中面板,通过移动中面板的位置,获得了外形尺寸相同、质量相等的5种构型夹芯结构,其上层芯材与芯材总厚度比分别为0∶30、10∶30、15∶30、20∶30和30∶30。在量纲分析的基础上,应用非线性动力有限元程序LS-DYNA对5种构型夹芯结构进行了冰雹撞击数值分析,研究了中面板位置对夹芯板的能量吸收、能量耗散和动态响应的影响。结果表明:中面板的存在对下层芯材能形成有效的保护;随着中面板位置由上向下移动,夹芯板的抗撞击性能呈现由大到小再增大的态势。数值计算结果对抗冰雹撞击夹芯结构的优化设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 泡沫铝夹芯板 冰雹 撞击 量纲分析 LS-DYNA

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弹塑性有限变形的拟流动理论 被引量：13

3

作者 胡平 连建设 李运兴 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第3期275-283,共9页

本文提出一种弹塑性有限变形的拟流动理论。该理论从正交性法则出发，通过引入“拟弹性模量”和模量衰减函数并改进应变率的弹塑性分解，实现了由有限变形Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｕｓｓ流动理论（Ｊ２Ｆ）向基于非正交法则的率形式形变理... 本文提出一种弹塑性有限变形的拟流动理论。该理论从正交性法则出发，通过引入“拟弹性模量”和模量衰减函数并改进应变率的弹塑性分解，实现了由有限变形Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｕｓｓ流动理论（Ｊ２Ｆ）向基于非正交法则的率形式形变理论（Ｊ２Ｄ）的合理的光滑过渡；并适用于初始及后继各向异性变形分析。在特殊条件下，可退化为Ｊ２Ｆ、Ｊ２Ｄ理论以及由任意各向异性屈服函数描述的流动理论。将该理论用于韧性金属平面应力／应变拉伸失稳与变形局部化的有限元模拟，并与理论分析及实验结果相比较，表明了本文理论的正确性。 展开更多

关键词 拟流动理论 弹性模量 弹塑性

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SiCp/Al复合材料增强颗粒尺寸效应的细观分析 被引量：7

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作者 蓝永庭 秦亮 +1 位作者 张克实 常岩军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期20-25,2,共6页

运用Voronoi方法建立了反映金属基颗粒增强复合材料(MMCp)微结构的多晶集合体代表性单元(RVE);采用Taylor关系推导了包含颗粒结构尺寸和体积分数参数的位错滑移硬化函数;建立了由300个平均粒度约为20μm的晶粒组成的多晶集合体代表性单... 运用Voronoi方法建立了反映金属基颗粒增强复合材料(MMCp)微结构的多晶集合体代表性单元(RVE);采用Taylor关系推导了包含颗粒结构尺寸和体积分数参数的位错滑移硬化函数;建立了由300个平均粒度约为20μm的晶粒组成的多晶集合体代表性单元,并对MMCp3.5-5、MMCp3.5-10、MMCp10-5、MMCp10-10四种具有不同粒径和体积分数的铝基SiC颗粒增强复合材料在宏观均匀变形条件下的应力应变响应进行了数值模拟。计算结果表明:复合材料的应力应变模拟曲线与试验曲线吻合得较好,说明所推导的模型和硬化模式能够合理地描述颗粒增强尺度效应的变化趋势;多晶体模型也能够合理地表现复合材料内部应力应变在空间分布上的细观不均匀性。数值模拟结果反映了颗粒增强区承载着较大的载荷份额,而非颗粒存在区(基体)则承受着高达18%的应变,在两个区域的交界处出现了高达310MPa的应力集中,与已有文献试验观测的结果比较吻合。 展开更多

关键词 SICP AL 金属基复合材料 多晶集合体 GND密度 颗粒尺度效应

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FeCrNi合金静动态物理本构模型研究 被引量：4

5

作者 潘晓霞 余勇 +1 位作者 谭云 陈裕泽 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期407-412,共6页

以金属材料塑性变形的位错动力学为基础,将FeCrNi合金的流动应力分解为非热应力和热激活应力两部分.通过对该合金屈服应力随温度变化特性、屈服应力的应变速率特性、孪晶组织的温度特性及位错组态的应变速率特性进行分析,认为非热应力... 以金属材料塑性变形的位错动力学为基础,将FeCrNi合金的流动应力分解为非热应力和热激活应力两部分.通过对该合金屈服应力随温度变化特性、屈服应力的应变速率特性、孪晶组织的温度特性及位错组态的应变速率特性进行分析,认为非热应力不只是应变的函数,还与温度和应变速率相关,因此对Johnson-Cook模型方程形式进行修正以描述非热应力.同时认为影响热激活应力的微结构参数主要为位错阻碍间距△l,定义并推导出表征△l演化的g函数的表达式,将其引入Kocks的热激活方程,从而建立FeCrNi合金的物理型本构模型.该模型初步实现了对FeCrNi合金从室温到高温、从准静态到动态塑性变形行为的描述. 展开更多

关键词 FeCrNi合金 非热应力 热激活应力 位错动力学 位错阻碍间距 物理型本构模型

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薄膜破坏过程数值模拟的MPM方法 被引量：5

6

作者 郑勇刚 顾元宪 陈震 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期347-355,共9页

将连续与不连续本构模型相结合用于薄膜破坏过程的模拟计算．采用von Mises关联塑性本构模型描述材料的弹塑性变形过程,在塑性硬化和软化阶段通过检查分岔是否发生,从而判断是否有破坏出现,即材料出现应变局部化现象．一旦出现破坏,则... 将连续与不连续本构模型相结合用于薄膜破坏过程的模拟计算．采用von Mises关联塑性本构模型描述材料的弹塑性变形过程,在塑性硬化和软化阶段通过检查分岔是否发生,从而判断是否有破坏出现,即材料出现应变局部化现象．一旦出现破坏,则在发生破坏的区域采用位移不连续(decohesion)本构模型进行模拟, 直到破坏面两侧材料完全分离．分离阶段采用相应的分离算法同时运用黏性边界条件以提高计算效率．结果表明结合连续与不连续本构模型的方法,能很好地模拟材料从局部化到完全破坏的过程,体现了材料破坏连续建模的思想,可用于预测材料发生破坏的环境和形式,从而通过改变材料工作环境提高其使用寿命;同时数值算例也显示了物质点法(material-point-method,简称MPM)的健壮性和有效性． 展开更多

关键词 物质点法 局部化 分岔 位移不连续 薄膜

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马铃薯块茎组织泊松比的试验研究 被引量：8

7

作者 刘春香 马小愚 雷浦 《农机化研究》 北大核心 2007年第3期101-103,共3页

固体农业物料的流变特性在生产、质量控制和发展新产品中起着重要的作用。为此,选用了4个品种的马铃薯,对每个品种3个不同部位的块茎组织进行了泊松比的测量研究。采用图像处理的方法获得马铃薯试样的横向和纵向尺寸,测得了不同品种及... 固体农业物料的流变特性在生产、质量控制和发展新产品中起着重要的作用。为此,选用了4个品种的马铃薯,对每个品种3个不同部位的块茎组织进行了泊松比的测量研究。采用图像处理的方法获得马铃薯试样的横向和纵向尺寸,测得了不同品种及品种内3个不同区间的泊松比值,为马铃薯流变特性的研究提供参考。 展开更多

关键词 力学 泊松比 试验 马铃薯块茎 测量 图像处理

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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟 被引量：6

8

作者 刘泽佳 李锡夔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期397-402,共6页

在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联... 在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。 展开更多

关键词 非饱和土 混合元 化学-热-渗流-力学耦合分析 本构模拟

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考虑微观结构特征长度演化的内变量黏塑性本构模型 被引量：1

9

作者 谭阳 迟毅林 +1 位作者 黄亚宇 姚廷强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期869-875,共7页

在金属晶体材料高应变率大应变变形过程中,存在强烈的位错胞尺寸等微观结构特征长度细化现象,势必对材料加工硬化、宏观塑性流动应力产生重要影响。基于宏观塑性流动应力与位错胞尺寸成反比关系,提出了一种新型的BCJ本构模型。利用位错... 在金属晶体材料高应变率大应变变形过程中,存在强烈的位错胞尺寸等微观结构特征长度细化现象,势必对材料加工硬化、宏观塑性流动应力产生重要影响。基于宏观塑性流动应力与位错胞尺寸成反比关系,提出了一种新型的BCJ本构模型。利用位错胞尺寸参数,修正了BCJ模型的流动法则、内变量演化方程,引入了考虑应变率和温度相关性的位错胞尺寸演化方程,建立了综合考虑微观结构特征长度演化、位错累积与湮灭的内变量黏塑性本构模型。应用本文模型,对OFHC铜应变率在10^-4～10^3 s^-1、温度在298～542K、应变在0～1的实验应力-应变数据进行了预测。结果表明：在较宽应变率、温度和应变范围内,本文模型的预测数据与实验吻合很好;与BCJ模型相比,对不同加载条件下实验数据的预测精度均有较大程度的提高,最大平均相对误差从9.939%减小为5.525%。 展开更多

关键词 固体力学 新型内变量黏塑性本构模型 位错胞尺寸 高应变率大应变变形 微观结构特征长度

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可压缩材料平面应变滑移线场的数值解和边界条件 被引量：2

10

作者 华林 赵仲治 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期85-91,共7页

简要介绍了可压缩材料平面应变滑移线理论。导出了滑移线场应力和速度数值解。处理了应力边界条件，阐明了应力和速度间断规律。举例说明了边界条件处理和数值解步骤。

关键词 可压缩材料 平面应变 滑移线场 数值解 边界

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薄圆板的后屈曲响应及圆形脱层的能量释放率 被引量：7

11

作者 王安稳 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期75-83,共9页

研究了薄圆板及圆形脱层薄膜的轴对称后屈曲问题，并首次研究了轴对称后屈曲变形之后的二次非轴对称分叉屈曲问题．采用暴级数展开的方法。

关键词 薄圆板 圆形脱层 后屈曲 二次屈曲 能量释放率

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Ce—TZP结构陶瓷相变塑性区实验研究 被引量：1

12

作者 卿新林 秦玉文 孙庆平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第S1期92-97,共6页

用云纹干涉法对ＺｒＯ＿２相变多晶体三点弯曲梁切口周围应力诱导的相变塑性区进行了实验研究，得到了三点弯曲梁切口周围相变塑性区的形状及相变塑性分布。实验结果表明：Ｃｅ－ＴＺＰ结构陶瓷切口周围存在一个较长的扩展相变塑性区，... 用云纹干涉法对ＺｒＯ＿２相变多晶体三点弯曲梁切口周围应力诱导的相变塑性区进行了实验研究，得到了三点弯曲梁切口周围相变塑性区的形状及相变塑性分布。实验结果表明：Ｃｅ－ＴＺＰ结构陶瓷切口周围存在一个较长的扩展相变塑性区，相变塑性区内拉伸应力方向的塑性应变远大于垂直于拉伸应力方向的塑性应变。所得实验结果为进一步深入研究相变本构关系和相变增韧机理提供了重要的实验依据。 展开更多

关键词 云纹干涉法 相变塑性区 ZrO_2相变多晶体 实验力学

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弹/粘塑性压力容器的塑性失稳破坏 被引量：1

13

作者 贾乃文 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期125-128,共4页

依据压力容器拉伸塑性失稳破坏特征，计算了旋转薄壁壳压力容器在弹／粘塑性材料下的塑性失稳破坏。文中就圆柱壳形、圆球壳形、抛物线壳形封头等压力容器的失稳状态，分别求出它们的应力和应变。

关键词 弹/粘塑性 压力容器 拉伸失稳 旋转壳

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粘弹性耗能材料的动态力学特性研究 被引量：1

14

作者 李刚 王先伟 《辽宁省交通高等专科学校学报》 2006年第4期37-39,共3页

本文研究介绍了粘弹性阻尼材料动态力学性能,并进行了粘弹性阻尼材料动态特性的数学模拟研究。

关键词 粘弹性阻尼材料 动态特性 模拟 阻尼性能

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63Sn-37Pb钎料合金在非比例循环加载下的非弹性流动特性研究

15

作者 罗艳 高庆 陈臻林 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期629-632,675,共4页

基于63Sn-37Pb钎料合金在多种非比例应变循环加载下的实验结果,通过考察材料的非弹性应变率与偏应力之间的夹角随累积非弹性应变的变化规律,对63Sn-37Pb钎料合金的非弹性流动特性进行了定量分析。分析结果显示:在相同的非比例加载路径下... 基于63Sn-37Pb钎料合金在多种非比例应变循环加载下的实验结果,通过考察材料的非弹性应变率与偏应力之间的夹角随累积非弹性应变的变化规律,对63Sn-37Pb钎料合金的非弹性流动特性进行了定量分析。分析结果显示:在相同的非比例加载路径下,当加载等效应变幅值相同时,等效应变率越高,非弹性应变率与偏应力之间夹角平均水平越低,当等效应变率相同时,等效应变幅值越大,相应的夹角平均水平越低;在保持时间范围内,非弹性应变率方向与偏应力方向趋于一致;当非比例路径形状不同时,其非弹性应变率与偏应力之间的夹角随累积非弹性应变的变化趋势明显不同。研究表明,材料的非弹性流动特性强烈依赖于等效应变幅值、等效应变率、保持时间、非比例路径形状。 展开更多

关键词 非比例加载 非弹性流动特性 钎料合金

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几个粘塑性问题的Laplace变换解

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作者 贾乃文 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1992年第1期74-81,共8页

本文用Laplace变换方法分析了几个粘塑性平面问题,给出了相应位移和应力解。

关键词 粘塑性 平面问题 LAPLACE变换

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微薄梁三点弯曲的尺度效应研究 被引量：6

17

作者 冯秀艳 郭香华 +1 位作者 方岱宁 王自强 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期479-485,共7页

应用高灵敏度的力传感器以及时间序列电子散斑干涉法,同时测出了不同厚度纯镍薄片三点弯曲试件的抗力与变形,得到薄梁中心点处的载荷与挠度曲线．应用Fleck和Hutchinson的偶应力理论,结合平面应变弯曲模型,建立了薄梁处于弹性状态和弹... 应用高灵敏度的力传感器以及时间序列电子散斑干涉法,同时测出了不同厚度纯镍薄片三点弯曲试件的抗力与变形,得到薄梁中心点处的载荷与挠度曲线．应用Fleck和Hutchinson的偶应力理论,结合平面应变弯曲模型,建立了薄梁处于弹性状态和弹塑性状态的控制方程,应用Runge-Kutta法进行数值求解,并将计算得到的载荷-挠度曲线以及无量纲化弯矩-表面应变曲线和实验结果进行了比较．在理论计算过程中,没有拟合任何材料参数,所有的材料参数均来自实验测量的结果,材料特征尺度也是根据Stolken和Evans的工作给出的．结果表明:应用偶应力理论预测的结果和实验结果符合良好,而经典理论的预测结果与实验不相符合． 展开更多

关键词 偶应力 微薄梁三点弯曲 应变梯度 RUNGE-KUTTA法

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200m级面板堆石坝流变分析 被引量：6

18

作者 佘亚鹏 王永明 +1 位作者 卢继旺 张晓磊 《水电能源科学》 北大核心 2010年第4期90-92,160,共4页

针对堆石流变会引起200 m级面板堆石坝面板脱空、压坏等现象,采用沈珠江三参数流变模型对200m级混凝土面板堆石坝进行三维有限元计算,对比了不考虑堆石料流变的计算结果,并分析了堆石料流变特性对坝体和混凝土面板应力变形及面板接缝变... 针对堆石流变会引起200 m级面板堆石坝面板脱空、压坏等现象,采用沈珠江三参数流变模型对200m级混凝土面板堆石坝进行三维有限元计算,对比了不考虑堆石料流变的计算结果,并分析了堆石料流变特性对坝体和混凝土面板应力变形及面板接缝变形的影响。结果表明,堆石流变较大程度上改变了坝体和面板的变形与应力。 展开更多

关键词 高面板堆石坝 流变 应力 变形 影响分析

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非晶态固体的结构可以决定性能吗? 被引量：15

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作者 王云江 魏丹 +3 位作者 韩懂 杨杰 蒋敏强 戴兰宏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期303-317,共15页

晶态固体的力学性能与塑性变形主要由结构缺陷,比如位错的运动决定.而在非晶态固体中结构如何决定性能,仍然是固体力学、材料学和凝聚态物理学共同关心但尚未解决的核心问题之一.传统材料学研究的经典范式为"结构决定性能".... 晶态固体的力学性能与塑性变形主要由结构缺陷,比如位错的运动决定.而在非晶态固体中结构如何决定性能,仍然是固体力学、材料学和凝聚态物理学共同关心但尚未解决的核心问题之一.传统材料学研究的经典范式为"结构决定性能".遵循这一信条,已经有大量的实验表征与理论、模拟研究,尝试将非晶态固体的某种结构特征与性能建立一一对应关系.但是,科学界对于非晶固体结构-性能关系成立与否,以及背后隐藏的规律知之甚少.本文针对非晶态固体的变形机制以及其微结构特征,基于分子动力学模拟,定量评估短程简单结构与中长程复杂结构在决定非晶态固体动力学性能方面的效用.通过海量抽样每种具体玻璃结构的激活能(标识激发难易程度),尝试将结构参数与激活能建立定量关系,从而揭示出非晶态固体结构-性能关系的隐藏主控因素为结构的空间关联,受限比几何结构本身更关键.只有某种结构在空间上呈现亚纳米级的空间关联长度,这种完备结构才有可能有效地决定非晶态固体的力学性能,而短程简单结构则无效.进一步,给出了评价非晶态固体结构预测性能有效性的普适定量方法,为建立广义无序物质的结构-性能关系提供了筛选准则. 展开更多

关键词 非晶态固体 结构-性能关系 激活能 玻璃结构

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FCC金属塑性屈服的尺度效应和应变率响应 被引量：4

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作者 郭宇 庄茁 李晓雁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期398-406,共9页

对纳米尺度单晶铜的剪切变形进行了分子动力学(MD)模拟．模拟结果表明,单晶铜的剪切屈服应力随模型几何尺度的增大而降低,而随着应变率的增大而升高．基于位错形核理论,建立了一个修正的指数法则来描述面心立方(FCC)金属的尺度效应,该... 对纳米尺度单晶铜的剪切变形进行了分子动力学(MD)模拟．模拟结果表明,单晶铜的剪切屈服应力随模型几何尺度的增大而降低,而随着应变率的增大而升高．基于位错形核理论,建立了一个修正的指数法则来描述面心立方(FCC)金属的尺度效应,该法则与较大尺度范围内(从纳米到毫米以上)的数值模拟结果以及实验数据都符合得比较好．另外,MD模拟中发现单晶铜存在一个临界应变率,当施加的应变率小于该值,剪切屈服应力几乎不随应变率变化而变化;当大于该值,剪切屈服应力会随着应变率的增加迅速升高。最后根据模拟的结果建立了单晶铜和单晶镍塑性屈服强度的应变率响应模型． 展开更多

关键词 面心立方金属 尺度效应 率响应 塑性屈服应力

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