【摘 要】
：
考虑金属材料的多晶聚合特征和细观塑性变形机制,结合应变循环试验,研究了纯铜在应变对称循环下细观变形不均匀统计参数变化与疲劳破坏的关联性:(1)建议了多晶金属循环过程中内部应力与塑性累积应变分析的方法,采用考虑晶体塑性滑移的非线性运动硬化机制的晶体塑性模型,进行晶粒尺度的应力与塑性应变计算;(2)采用可进行统计分析、包含一定数量晶粒的Voronoi多晶集合体作为金属材料的统计代表性单元(SRVE),
论文部分内容阅读
考虑金属材料的多晶聚合特征和细观塑性变形机制,结合应变循环试验,研究了纯铜在应变对称循环下细观变形不均匀统计参数变化与疲劳破坏的关联性:(1)建议了多晶金属循环过程中内部应力与塑性累积应变分析的方法,采用考虑晶体塑性滑移的非线性运动硬化机制的晶体塑性模型,进行晶粒尺度的应力与塑性应变计算;(2)采用可进行统计分析、包含一定数量晶粒的Voronoi多晶集合体作为金属材料的统计代表性单元(SRVE),结合循环数值模拟计算材料内不均匀应力和变形的统计分布;(3)对宏观拉压应变对称的纯铜低循环疲劳历程采用SRVE进行全程模拟;(4)跟随循环模拟对SRVE的内部应力和应变不均匀性的统计特征进行细观数值分析,研究不同力学量统计参数随循环增加的演化规律;(5)根据计算结果与试验数据的比较分析,发现通过SRVE的细观晶体塑性循环模拟和统计分析可以描述纯铜材料低循环疲劳寿命的规律.
其他文献
高速列车提速的发展趋势及其综合性能的提高,使轻质高强度材料在车体制造中的应用越来越广泛.硬质泡沫夹层结构作为列车车厢主体不仅要减轻重量,节约能源;且在运行过程中作为主要承载体而受到各种静载和疲劳载荷作用.因为研究此类材料的疲劳寿命和损伤演化具有十分重要的意义.本文针对高速列车车体铝面板PMI夹层结构,采用三点弯曲试样,研究铝面板PMI泡沫芯体夹层结构的静态和疲劳行为和损伤演化规律.利用MTS液压伺
通过光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法观察了Al5Zn2Mg高强铝合金的微观组织,并进行了Al5Zn2Mg高强铝合金的拉伸性能与疲劳性能试验,分析了其拉伸断裂和低周疲劳失效行为.结果表明:Al5Zn2Mg高强铝合金的力学性能与低周疲劳性能较好,拉伸强度达到444 MPa,硬度约为HV106.在应力比R=0.1,频率f=8Hz,最高拉应力σmax=0.85σb作用下的低周
沥青混合料是一种由沥青基质和给定级配的骨料和空隙等组成的复合材料,其开裂行为非常复杂,研究沥青混合料的力学行为,提高沥青路面的抗开裂能力,成为摆在力学工作者面前的一项重要任务.采用宏观均匀模型并不能很好的预测沥青混合料的开裂行为.本文利用骨料参数化生成和随机投放算法建立了沥青混合料三点弯曲梁的三维细观尺度模型,并采用将细观尺度模型和粘聚带模型相结合的方法来模拟跨中、距跨中2 cm和4 cm的预制裂
骨组织作为人体重要的承重器官,其力学性能和损伤行为一直是人们关注的焦点.骨骼承受各种循环载荷之后,由于其具有自修复能力,使它能有比非生物材料长的多的使用寿命.而骨损伤的修复则是通过一个叫做骨重建的过程来实现的.骨重建不只是可以修复骨损伤,它还有另外一个重要的功能,而且可调整骨内部的结构来适应外界环境的变化.本文研究多场耦合载荷作用下骨的损伤和修复行为,建立新的多场耦合作用下的骨损伤模型,涵盖力学因
由于超导材料具有零电阻、迈斯纳效应和约瑟夫效应等奇异的特性,超导材料在超导储能器、超导发电机、超导电缆等领域具有广阔的应用前景.伴随着低温技术的发展和新超导材料的不断发现,超导材料的物理特性和应用都取得了较大的进展.一方面,在传输电流和磁场的作用下,超导薄膜会承受电磁力,并且电磁力随着磁场的增大呈平方级增长.
利用二级轻气炮驱动正立方体93钨破片到2 km/s的速度,分别高速侵彻碳化硼/铝合金复合防护结构靶板、叠层铝靶板和间隔铝靶板,根据对靶板在侵彻后的损伤与破坏分析,定量得到三种防护结构对93钨破片高速侵彻的防护性能对比结果,为高速钨破片的防护设计提供重要参考.
随着微电子及微/纳器件高性能的不断提升,作为芯片中关键材料之一的金属互连线的特征尺寸也在不断减小,其在电/热/力多场耦合作用下的可靠性面临越来越严重的威胁.由于互连线热疲劳损伤的萌生无法测量和探测,目前人们始终未能很好地确定并建立金属互连线的临界损伤应变幅与互连线尺寸(宽、厚)之间的定量关系.本文系统地研究了具有不同线宽(0.8-8.0微米)金互连线在交流电诱发下的热疲劳性能.
为研究附着在集流体表面的硅薄膜电极会在充放电过程中发生剥落的现象,本文使用半解析方法对之进行了建模与分析.对界面裂纹的形成与扩展过程的分析,本文使用了内聚力模型.本文所建立的模型可以分析在界面裂纹形成与扩展过程中的应力演化与张开/错开位移的演化,并且评估不同电化学条件以及硅薄膜的不同几何尺寸对分层现象的影响.根据本文的分析结果,建议表面电流越小,几何尺寸越小对薄膜电极的力学稳定性能更有利.
数值流形方法是一种能统一处理连续和不连续问题的有效数值方法.该方法采用的数学覆盖系统可完全独立于物理域,能很好地求解各类裂纹问题,而多边形单元则具有网格划分灵活,求解精度高等优点.本文基于数值流形方法,采用蜂窝(正六边形)单元求解线弹性平面裂纹问题.在导出相关方程的基础上对典型裂纹问题进行了分析,通过互能积分法获得了裂尖的应力强度因子,计算结果与参考解吻合得较好.除此之外,文中还对不同单元上的求解
多轴疲劳中由于载荷特征参量较多,像应力幅比、相位差及平均应力等,且各载荷特征参量对疲劳失效的影响比较复杂,到目前为止仍有许多问题没有达成共识.本文采用2A12-T4铝合金漏斗形试件,进行了不同扭转平均应力下的扭转疲劳试验以及比例加载下的拉扭复合疲劳试验,研究了扭转平均应力对多轴高周疲劳失效的影响.