接触载荷作用下的表面裂纹分析

用边界积分方法分析了表面裂纹在接触载荷作用下的张开位移和应力强度因子，该方法将埋在无穷大弹性介质中裂纹模拟为连续分布的位错环，根据两个位错环之间的相互作用能可以得到弹性体的应变能，对弹性体的势能取极值，可以得到关于裂纹张开位移的边界积分方程，通过把半空间的边界模拟成一个包含在无穷大弹性介质中大裂纹，该方法能用已有的边界积分方法很好的处理具有任意表面形状的表面裂纹，文中算例分析了不同倾角的表面裂纹在法向和切向接触载荷作用下，裂纹尖端的应力强度因子，其结果对于分析路面表面裂纹的扩展具有重要意义。     

化学配比对TiAl有序合金微观组织和变形特性的影响

本研究用三点弯曲实验测定了铝含量为43at·％～56at·％的Ti-Al二元合金的力学性能;利用光学显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究了不同成分合金的微观组织和变形亚结构。实验结果表明:根据不同成分合金的微观组织可将其分成三类,即:γ-TiAl单相组织(52at·％～56at·％Al);双态组织(46at·％～50at·％Al)和全片层结构晶粒组织(43at·％～46at·％Al),其中以具有细晶双态组织的合金具有较好的塑性变形能力。本文从微观组织结构和变形位错组态的变化,探讨了合金成分对TiAl基有序合金塑性变形的影响机制。     

铜发光中心的分布和位错显微结构的关系

本文作者根据显著观测和发光光谱的测试结果表证实了在ＺｎＳ：Ｃｕ单晶中，蓝色铜发光中心及绿色铜发光中心的分布和位错线区域的横向与纵向的显著与纵向的显著结构有着固定的对应关系。     

纵向剪切下螺型位错和圆形夹杂界面裂纹的干涉作用

研究了无穷远纵向剪切下圆形弹性夹杂界面裂纹与基体中任意位置螺型位错的相互干涉问题。运用复变函数的解析延拓技术与奇性主部分析方法，获得了该问题的一般解答，作为算例，求出了含一条界面裂纹时基体和夹杂区域应力函数的封闭形式解，导出了位错在基体中任意位置时位错力的计算公式，数值结果表明，界面裂纹对位错与夹杂的干涉作用具有强烈的扰动效应，当界面裂纹达到一定弧度时，可以将硬夹杂对位错的排斥作用改变为吸引。     

纯钛BT1-0低周疲劳损伤机理的研究

在室温拉-扭载荷下研究了纯钛BT1-0低周疲劳循环变形的宏观特性,结果显示材料的循环变形行为与应变幅值有关,遵循Coffin-Manson关系.通过透射电镜观察了在低周疲劳过程中位错组态,TEM观察表明:材料在比例载荷的损伤变形为滑移位错;在非比例载荷形成了孪晶结构,孪晶形态和尺寸与相位角相关.分析了该材料在低周疲劳损伤的微观行为.     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.     

裂纹尖端位错发射与运动的分子动力学模拟

带缺陷的高强度X80管线钢基体相α-Fe裂纹顶端的变形机理对于揭示该材料的失效机理是非常重要的.采用嵌入原子方法（EAM）描述原子间作用势,由大型分子动力学并行软件LAMMPS（Largescale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）,建立足够大的模型以避免边界对位错发射与运动的影响,对中心裂纹板施加远场应力载荷,获得了裂尖发射位错的临界应力强度因子.模拟结果显示,在远场应力作用下,裂纹尖端出现了间歇性发射出位错的现象,即,首先在裂尖沿［1 1〖     

SrTiO3基多功能陶瓷的晶界结构与晶界能

用高分辨透射电子显微镜（ＨＲＥＭ）观察和分析了ＳｒＴｉＯ３陶瓷中洁净晶界的结构，提出了晶界处原子排布模型，用弹性位错理论推出了描述晶界能与晶粒间失配角关系的方程。晶界能由晶界核心能和伴有晶界应变场的弹性位错能组成，通过对［郾１］和［１１０］倾斜晶界晶界能的模拟，证实了该模型的可行性。     

5CrNiMo钢的低周疲劳特性及其位错结构

用光滑圆柱形试样,在应变控制下测定了两种热处理状态5CrNiMo钢的低周疲劳性能.试验发现,应变幅△ε_t/2在0.6～1.8×10~(-2)范围内,两种状态试验钢均表现为循环软化特性,软化效应主要集中在前几周;试验钢的应变-寿命曲线符合Manson-Coffin关系,且高温处理有较好的低周疲劳性能.TEM分析表明,循环软化与塑性变形的不均匀性有关;软化现象是由于循环变形中位错结构转变成低密度、低内应力的位错胞状组织,以及细小碳化物受性错往复剪切不断碎化而回溶所引起的.