徑向Somigliana攀移型位錯環(huán)的研究及其在壓痕斷裂中的應用.pdf

1、材料中的位錯和位錯環(huán)對材料的機械性能，如形變、疲勞、斷裂等性能均有重要影響。在微米量級的結構尺寸限制下，材料的機械性能與體塊結構情形下有所不同，表現(xiàn)在變形、破壞的機理與模式都發(fā)生變化，如處理基于幾何必需位錯發(fā)生機制的尺度效應、薄膜基地的失配模式等問題，傳統(tǒng)力學分析的唯象方法已不再適用，這些問題都要求對物理奇異性，如位錯，有更深入的研究與認識。
　　本課題來源于壓劃痕試驗中的韌度研究。首先求解Somigliana徑向攀移型位錯環(huán)的解

2、，并比較形成Somigliana攀移型位錯環(huán)已有的幾種操作方式，澄清位錯解與切割面選取之間的關系，獲得Somigliana攀移型位錯環(huán)的更具一般性的物理圖象，并在此基礎上，考慮單個位錯環(huán)與界面的相互作用，用位錯塞積模式定義壓劃痕試驗中常見的表面初始開裂，獲得斷裂問題的解。
　　主要內容為：
　　(1)施加徑向切割錯動邊界條件定義Somigliana位錯，使用Hankel變換獲得問題的精確解，比較Korsunsky的軸向滑移型

3、Somigliana位錯環(huán)的解。
　　(2)使用精確解，引入不同的材料界面，求解單個攀移型Somigliana位錯環(huán)與界面的相互作用，獲得相應的應力場。
　　(3)利用Somigliana位錯環(huán)數(shù)值模擬壓痕試驗中的初始淺表裂紋，給出斷裂力學模型，解釋淺表裂紋的發(fā)生機理及相應尺度范圍，并與試驗結論進行比較。
　　本課題的結論一方面統(tǒng)一了兩類奇異性的表征，使得Somigliana位錯環(huán)更具一般意義；另一方面，這些結論為處理