基于位錯(cuò)滑移的鋁合金斷裂行為的研究.pdf

1、金屬材料損傷破壞機(jī)理一直是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究的熱門課題?？锥撮L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(dāng)成各向同性的材料，未考慮晶體取向、晶內(nèi)及晶間的不均勻塑性變形等因素。而事實(shí)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(xì)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(duì)金屬材料斷裂行為的影響。 本文結(jié)合晶體塑性力學(xué)，采用宏觀和細(xì)觀研究相結(jié)合及計(jì)算模型、理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)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(qiáng)鋁合金斷裂韌性的熱處理方法。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)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(jì)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(yùn)算，又解決了給定位移法不能考慮晶體取向?qū)锥撮L大速率影響的難題，且在計(jì)算中能直接求解單胞的有效應(yīng)力和有效應(yīng)變。 (2)通過設(shè)計(jì)平面應(yīng)變條件下含圓柱形孔洞的鋁單晶壓縮實(shí)

3、驗(yàn)，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?qū)η蛐慰锥撮L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(gòu)對(duì)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(diǎn)約束的方法定量地研