基于位錯滑移的鋁合金斷裂行為的研究.pdf

1、金屬材料損傷破壞機理一直是材料科學與工程領域研究的熱門課題。孔洞長大和聚合直接影響金屬材料的斷裂過程，以往的研究大多把金屬當成各向同性的材料，未考慮晶體取向、晶內及晶間的不均勻塑性變形等因素。而事實上，這些因素決定了孔洞長大和聚合的過程。因此，有必要從細觀的角度來研究晶體取向以及晶粒尺度上的不均勻塑性變形等對金屬材料斷裂行為的影響。 本文結合晶體塑性力學，采用宏觀和細觀研究相結合及計算模型、理論分析、實驗驗證相結合的方法，開展孔

2、洞在鋁單晶和晶界上長大與聚合行為的研究工作。通過研究，提出了一種改善高強鋁合金斷裂韌性的熱處理方法。本文主要創(chuàng)新點如下： (1)提出了把孔洞視為一種彈性模量和泊松比都非常小的材料來計算孔洞體積的方法。與積分法、給定位移法相比，該方法既避免了積分法的大量編程運算，又解決了給定位移法不能考慮晶體取向對孔洞長大速率影響的難題，且在計算中能直接求解單胞的有效應力和有效應變。 (2)通過設計平面應變條件下含圓柱形孔洞的鋁單晶壓縮實

3、驗，探明了孔洞周圍的晶體取向變化以及孔洞本身的變形規(guī)律。 (3)采用3D晶體有限元探求了FCC晶體中晶體取向對球形孔洞長大和聚合過程的影響，揭示了晶體取向影響孔洞形狀、孔洞長大方向、孔洞加速聚合以及裂紋形成的原因。 (4)采用3D晶體有限元模型把晶體取向與孔洞長大速率以及材料的斷裂直接聯(lián)系在一起，為定量分析初始取向或織構對材料斷裂性能的影響提供了一種有效的分析方法。 (5)首次采用給定位移和多點約束的方法定量地研