铜双晶体及其组元单晶体循环变形行为的比较：Ⅱ.晶界附近形变？…

在铜双晶体（ＣＢ，ＲＢ）及其组元单晶体（Ｇ１，Ｇ２）循环应力－应变响应比较的基础上，观察了双晶体（ＣＢ，ＲＢ）及其组元单晶体循环变形后表面滑移形貌及疲劳裂纹萌生，结果表明实际双晶体ＲＢ晶界附近组元晶体Ｇ２中出现以次滑移为主的晶界影响区，且晶界区随应变幅增加而变宽。     

扫描电镜电子通道衬度技术研究铜双晶体循环饱和位错组态

通过对垂直晶界［５９１３］⊥［５７９］铜双晶体进行循环变形,借助于扫描电镜电子通道衬度技术研究了组元晶体及晶界附近的循环饱和位错组态,结果表明两个组元晶体的表面滑移程度不同,两个组元晶体中的循环饱和位错组态也明显不同,驻留滑移带只能在组元晶体Ｇ１中形成,驻留滑移带能够到达晶界但不能穿过晶界．讨论了组元晶体取向对双晶体的表面滑移形貌及饱和位错组态的影响以及驻留滑移带与晶界的交互作用．     

水平与垂直晶界铜双晶的压缩形貌观察与分析

为了研究晶界方向对铜双晶塑性变形的影响,采用扩散焊方法制备了双晶铜块,通过压缩试验台对水平和垂直晶界方向下的铜双晶进行等形变压缩,对晶界附近变形形貌进行显微观察与分析.结果显示:不同晶界方向对铜双晶的滑移变形有不同的影响;在等压缩形变下,相比于水平晶界双晶体,垂直晶界双晶体滑移线的分布和扩展比水平晶界双晶体的更不均匀,垂直晶界双晶体中晶界附近的应力集中程度更高;垂直晶界双晶体滑移线扩展不连续且有波动性,且孔洞和裂纹数量多于水平晶界,孔洞和裂纹的产生和分布位置更集中于滑移线上或临近滑移线的某一侧.     

铜双晶水平与垂直晶界压缩形貌观察与分析

对含水平和垂直晶界的铜双晶进行了等应压缩,并对变形后的显微形貌进行了观察.结果表明:在等应变压缩条件下,相比于水平晶界双晶体,垂直晶界双晶体中晶界附近的应力更高,孔洞和裂纹数量多于水平晶界的,孔洞和裂纹分布位置更集中于滑移线上或临近滑移线某一侧.     

体心立方单晶体塑性应变比的计算

经过比较,分析了目前广泛使用的体心立方单晶体塑性应变比的两种计算方法连续体力学法和晶体力学方法的特点·并对晶体力学法提出了改进措施,即考虑拉伸过程中体心立方晶体3个滑移系临界分切应力的差别(3个滑移系临界分切应力τ{110}〈111〉:τ{112}〈111〉:τ{123}〈111〉的比值为1∶1.03∶1.08)和引入晶格的转动,且进行实例计算·结果表明:连续体力学法便捷,易于实施,但只能进行档次预测;改进后的晶体力学法在理论上更符合逻辑,更趋于合理·因此,深冲钢板塑性应变比(r值)的在线监测和监控以改进的晶体力学法为宜·     

有限变形条件下晶体弹-塑性应力应变关系

考虑面立方晶体滑移特性,考虑晶格的传动,认为晶体的塑性变形是由滑移产生,且晶体内的弹性变形形不受滑移的影响,并建立了计算模型。采用微观力学的方法,用矩阵形式推广导了了Ｊａｕｍｅｎｎ应力率的增量型的晶体弹－塑性应力变关系。     

非连续变形计算力学模型中的接触力元

阐述了多体系统中物体间的相对距离、接触的类型及其接触方式的判断法则,建立了物体间接触的力学控制方程及接触的传递与转换的实现方法·基于广义有限单元的物理覆盖的接触,以Coulomb摩擦接触准则为基础建立了接触力元,当非连续界面上的应力状态不违背Coulomb摩擦接触准则时,两侧的广义有限单元接触在一起,具有连续性;当非连续界面上的应力状态违背Coulomb摩擦接触准则时,两侧的广义有限单元具有非连续性,将产生相互滑移或脱离,分别相当于切向流动和法向流动·它可将连续性与非连续性有机地统一起来,为非连续变形计算力学模型合理地处理多体间的接触提供了力学分析方法·     

基于网格化应力场的边坡滑移面搜索模型及应用

为了将数值计算方法有效地应用于边坡稳定性分析,建立一种基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.首先,通过建立有限元分析模型求得边坡应力场,并提取单元坐标及各应力计算结果;其次,根据边坡模型几何尺寸建立直角坐标系,将边坡在平面内按网格式离散为n个方格,使每个网格内可包含一个或多个原有限单元网格;再次,通过编制程序提取边坡应力场,在每列网格内依据C-M屈服准则搜索出最可能达到屈服条件的有限单元并标记;同理依次搜索出各列潜在滑移单元并串联,即实现基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.最后,选用国际经典边坡案例,依据矢量和法安全系数表达式,基于应力场网格式边坡滑移面搜索进行边坡稳定性分析与计算,并与传统方法进行对比分析,证明该方法可行性和优越性.该方法适用于非极限状下边坡稳定性的评价与分析,计算结果更为合理.     

铜∑9〈110〉{221}对称倾斜晶界在纯剪切应力作用下结构转变行为的原子尺度模拟研究

采用原子尺度计算模拟方法并结合嵌入原子型原子间相互作用势,对含∑9〈110〉{221）对称倾斜晶界的铜双晶体在纯剪切载荷作用下的形变行为进行了研究．能量最小化弛豫分析表明,该晶界存在两个能量局部极小的优化结构,其能量低者为稳态结构,另一能量稍高者为亚稳态结构．对双晶体在室温下的剪切过程进行分子动力学模拟发现,在不同取向的剪切载荷作用下,该晶界的结构转变模式有如下三种方式：（1）纯粹的晶界滑移;（2）晶界局部原子重排同时伴随晶界位错发射;（3）晶界滑移与晶界迁移相结合的耦合运动．结构演化分析显示,纯粹的晶界滑移不改变晶界结构,晶界位错发射会引发孪晶的产生与面心立方结构向密排六方结构转化,而晶界耦合运动则随剪切方向的不同有两种不同的方式：其一为由晶界原子集体运动而引起的结构转变过程,其二为由晶界局部原子重排过程引起的结构转变,这些局部原子重排过程互不关联;其中,前者会使晶界结构在稳态与亚稳态之间转化,而后者会引起晶界小面化．分析表明,这些结构转变规律可采用晶界重位点阵理论给出较好的解释．     

双晶体拉伸变形的原位观察分析

本文用连续柱状晶纯铜加工成双晶体拉伸样品,利用背散射电子衍射技术(EBSD)对其织构进行研究,并用扫描电子显微镜(SEM)对其拉伸变形行为进行了原位观察分析,结果表明:连续柱状晶中主要是[100]丝织构,样品中晶界绝大部分都为小角晶界,滑移都穿过小角晶界,不会在晶界处形成应力集中。在变形中随着多滑移系的产生,裂纹一般在滑移系相交的应力集中处产生。