塊體非晶合金黏彈性行為分析.pdf

1、塊體非晶合金以其優(yōu)異的力學(xué)性能及廣闊的應(yīng)用前景，近年來引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。非晶合金的結(jié)構(gòu)及形變機(jī)制至今還沒有得到完全理解，從而制約了這類材料的應(yīng)用。本文以Zr基和Fe基體系塊體非晶體合金為研究對象，基于納米壓痕實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，針對非晶態(tài)合金的室溫流變力學(xué)變形行為進(jìn)行了系統(tǒng)而定量的工作。本文主要得到如下結(jié)果：
　　1.提出了式ε=1/mt(ε為應(yīng)變速率，t為加載時(shí)間，m為擬合系數(shù))對加載階段的應(yīng)變速率進(jìn)行表征，結(jié)果顯

2、示，式ε=1/mt能很好的表征加載階段應(yīng)變速率的變化規(guī)律。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著加載速率的增加，在相同壓痕深度下，加載速率越大，應(yīng)變速率也越大。
　　2.納米壓痕載荷保持階段，研究了加載速率和最大載荷對Zr基塊體非晶合金蠕變行為的影響，結(jié)果顯示，隨著加載速率的增加，蠕變位移增加，隨著最大載荷的增加，蠕變位移增加。載荷保持階段階段的位移-時(shí)間曲線采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行擬合，通過計(jì)算得到重要參數(shù)蠕變應(yīng)力指數(shù)n，隨著最大載荷的增加蠕變應(yīng)力指數(shù)n增加，

3、卻隨著加載速率的增加而減小。并基于自由體積理論對蠕變應(yīng)力指數(shù)隨著加載速率和最大載荷的變化規(guī)律進(jìn)行解釋。
　　3.根據(jù)分?jǐn)?shù)階微分的Riemann-Liouville定義討論分?jǐn)?shù)階彈壺模型的性質(zhì)，將非晶態(tài)合金的微觀結(jié)構(gòu)與由分?jǐn)?shù)階彈壺拓展的分?jǐn)?shù)階Burgers體模型相結(jié)合建立塊體非晶態(tài)合金的分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)本構(gòu)模型?；讷@得的蠕變曲線和加載曲線，對分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)流變本構(gòu)模型的參數(shù)進(jìn)行了擬合分析，確定了模型中的參數(shù)α(分?jǐn)?shù)階次)，結(jié)果表明，α呈現(xiàn)加

4、載速率敏感性，并與該合金的蠕變應(yīng)力指數(shù)(n)變化趨勢相反，這說明α與外載荷作用下的非晶合金微結(jié)構(gòu)演化關(guān)聯(lián)。
　　4.非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)呈內(nèi)部動態(tài)非均勻性，即納米尺度下由類液態(tài)和類固態(tài)區(qū)域組成，提出用“核-殼”模型來描述非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)。在塊體非晶合金屈服點(diǎn)前基于赫茲理論解和三參數(shù)模型推導(dǎo)出“核-殼”模型的載荷-位移(P-h)關(guān)系式，利用推導(dǎo)得到的P-h關(guān)系式對Zr基和Fe基塊體非晶合金在不同加載條加載速率下的加載曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果顯示