孔洞對(duì)單晶鐵沖擊相變影響的原子模擬研究.pdf

1、研究高壓條件下固體材料的力學(xué)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)行為對(duì)于理解地球物理學(xué)、天文學(xué)和科技應(yīng)用都非常重要。鐵不僅是地心的重要組成元素，還大量應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和國防，其高壓相變受到了廣泛關(guān)注。值得注意的是工程材料中會(huì)存在各種各樣的缺陷，這些已有的缺陷能夠影響沖擊加載下材料的相變性質(zhì)。然而，圓柱形孔洞作為管材中的固有特征結(jié)構(gòu)，如何影響材料的相變微觀機(jī)制直到現(xiàn)在還沒有系統(tǒng)的研究。因此，研究圓柱形孔洞對(duì)鐵的相變影響具有重要意義。
　　本工作運(yùn)用非平衡分子動(dòng)

2、力學(xué)方法結(jié)合改進(jìn)的分析型嵌入原子勢研究了含圓柱形孔洞的單晶鐵在沖擊載荷下的響應(yīng)行為。研究結(jié)果如下:(1)圓柱形孔洞會(huì)影響沖擊響應(yīng)。當(dāng)沖擊波掃過孔洞后會(huì)出現(xiàn)反射波，而且孔洞區(qū)域的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他區(qū)域的溫度。另外，沿[110]和[111]晶向加載時(shí)，能清楚地觀察到位錯(cuò)的成核和長大，孔洞表面作為位錯(cuò)源會(huì)發(fā)射很多的位錯(cuò);沿不同的晶向沖擊時(shí)，孔洞都不僅能夠降低相變的閾值應(yīng)力而且都是相變的最佳成核點(diǎn);(2)圓柱形孔洞能夠影響馬氏體變體。當(dāng)加載方向沿

3、著不同的晶向時(shí)，孔洞的存在都能夠增加一種馬氏體變體。當(dāng)加載方向沿著[001]晶向時(shí)，新增的馬氏體變體為(101)變體，加載方向沿著[110]和[111]晶向時(shí)，新增的馬氏體變體為(1-10)變體;(3)討論了應(yīng)力援助相變機(jī)制和應(yīng)變誘導(dǎo)相變機(jī)制。當(dāng)加載方向沿著[001]晶向時(shí)，(110)、(1-10)和(101)變體都是通過應(yīng)變誘導(dǎo)相變機(jī)制產(chǎn)生的。當(dāng)加載方向沿著[110]晶向時(shí)，(110)變體是通過應(yīng)變誘導(dǎo)相變機(jī)制產(chǎn)生的，(1-10)變體