本文選題：尺寸效應 + 取向效應��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2015年碩士論文

【摘要】：納米多晶材料由于晶粒尺寸較小,常常表現(xiàn)出與粗晶材料不同的性質,其變形區(qū)的大小處于納米尺度,隨著晶粒尺寸及試樣尺寸的變化,材料的應力應變關系、塑性成形性能和成形工藝參數(shù)都呈現(xiàn)出與常規(guī)粗晶材料的塑性成形過程不同的特點,具有尺寸效應。本文基于分子動力學模擬,研究了多晶與單晶鎳納米柱的塑性變形過程,觀察到了尺寸效應并分析其產生的原因。為研究多晶晶粒尺寸效應,本文進行了晶粒尺寸為5.818nm、7.33nm、9.236nm、11.636nm、14.662nm、18.471nm及22.63nm的多晶鎳納米柱0K及300K條件下單軸壓縮模擬,結果表明尺寸效應主要受多晶塑性變形機制的影響。在0K溫度下,多晶的塑性變形主要依靠孿晶變形,而300K多晶的塑性變形主要由晶界的運動主導。0K下多晶的塑性變形表現(xiàn)出明顯的晶粒尺寸效應,流動應力隨晶粒尺寸的減小而降低,呈反Hall-Petch關系。這主要是由孿晶變形的尺寸效應所造成的,大尺寸晶粒中孿晶較少而且傾向于由擴展位錯形成孿晶,這種孿晶形成機制并不容易進行;而小尺寸晶粒中孿晶較多且傾向于由晶界發(fā)射的Shockley分位錯形成孿晶,這種孿晶形成機制具有連續(xù)性。300K下晶界的運動弱化了孿晶所造成的尺寸效應。在其作用下,晶粒形狀產生較大的變形,甚至因晶界破裂產生晶粒的合并長大。為了研究多晶試樣尺寸效應,模擬了不同圓柱直徑的多晶納米柱微壓縮過程,發(fā)現(xiàn)隨著直徑的增大,多晶的屈服應力隨之增大。同時,運用表面層模型解釋了這一現(xiàn)象。為研究單晶取向效應,本文還模擬了取向為[100]、[111]、[110]、[112?]和[2?6?5]的單晶納米柱在0K下單軸壓縮過程,結果表明不同晶體取向的納米柱塑性變形機制不同。同時為研究尺寸效應,模擬了不同晶粒尺寸的單晶納米柱的單軸壓縮過程,發(fā)現(xiàn)屈服應力隨晶粒尺寸的變化呈一種“越小越強”的趨勢。為驗證納米材料中的試樣尺寸效應,本文采用電沉積法制備了晶粒尺寸約為50nm的納米晶Ni箔材,并對不同厚度的箔材做室溫拉伸試驗。同時,建立不同厚度的多晶Ni模型,進行了單軸拉伸模擬。對比試驗與模擬結果,發(fā)現(xiàn)隨著箔材厚度的增加,箔材的彈性模量、屈服強度等力學性能參數(shù)隨之提高。
[Abstract]:In order to study the effect of crystal grain size , the grain size of polycrystalline nickel nano - column with different grain size has been studied . The results show that the grain size is different from the grain size . A single - axis tensile simulation was carried out . Compared with the simulation results , it was found that with the increase of the thickness of the foil , the mechanical parameters such as the elastic modulus and yield strength of the foil were improved .

【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O614.813

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐天嬌;金濤;周志偉;樹學峰;;鋁蜂窩面外壓縮行為的尺寸效應研究[J];科學技術與工程;2013年14期

2 李文成;鋼的尺寸效應對機械設備加工質量與壽命的影響[J];流體工程;1986年08期

3 曾攀,俞新陸,顏永年,鄭楚鴻;疲勞絕對尺寸效應[J];航空學報;1988年S1期

4 林樹枝,沈梧;冰塊尺寸效應的分析和實驗研究[J];力學與實踐;1988年01期

5 湯鐵鋼;李慶忠;劉倉理;桂毓林;;爆炸膨脹環(huán)的截面尺寸效應[J];爆炸與沖擊;2010年01期

6 孫鳳蓮;朱艷;;微焊點的幾何尺寸效應[J];哈爾濱理工大學學報;2012年02期

7 張亞芳;唐春安;梁正召;張娟霞;;顆粒增強脆性基復合材料的尺寸效應[J];武漢理工大學學報;2006年03期

8 呂兆興;馮增朝;趙陽升;;巖石的非均質性對其材料強度尺寸效應的影響[J];煤炭學報;2007年09期

9 王向東;王躍鋒;華曦;岑家全;;基于灰色理論的混凝土壓縮損傷參數(shù)尺寸效應[J];水利水電科技進展;2011年03期

10 葉貴根;薛世峰;仝興華;戴蘭宏;;材料強化因素對切削過程中尺寸效應的影響[J];中國機械工程;2012年05期

相關會議論文 前10條

1 許光;陳少華;;仿生單纖維黏附的尺寸效應[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 陳少華;王自強;;顆粒增強金屬基復合材料的尺寸效應[A];錢學森技術科學思想與力學論文集[C];2001年

3 戴蘭宏;;顆粒增強金屬基復合材料的尺寸依賴強化律[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術年會文集[C];2000年

4 蔣青;;界面能的尺寸效應[A];2005年全國計算材料、模擬與圖像分析學術會議論文集[C];2005年

5 李強;楊慶;;尺寸效應對巖體破壞的影響[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應用——隧道、地下工程及巖石破碎學術研討會論文集[C];2007年

6 李強;楊慶;;尺寸效應對巖體破壞的影響[A];隧道、地下工程及巖石破碎學術研討會論文集[C];2007年

7 趙旭飛;劉程林;馬少鵬;蘇煜;;球形顆粒系統(tǒng)的力學模型及其尺寸效應的表征[A];顆粒材料計算力學研究進展[C];2012年

8 周江平;彭雄志;趙善銳;;土體強度的尺寸效應與蒙特卡洛隨機模擬的驗證[A];第八次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2004年

9 蘇文政;劉書田;;基于偶應力理論的多孔固體微結構尺寸相關設計[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

10 閻軍;;考慮尺寸效應的點陣材料結構多尺度優(yōu)化[A];第五屆全國固體力學青年學者研討會會議日程摘要集[C];2012年

相關博士學位論文 前10條

1 趙孟;微細銑削尺寸效應基礎研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 王炳雷;微結構尺寸效應研究及其應用[D];山東大學;2011年

3 趙俊峰;微構件的尺寸效應及數(shù)值方法研究[D];山東大學;2013年

4 黃海燕;混凝土尺寸效應理論研究與斷裂參數(shù)分析[D];河海大學;2004年

5 黃煜鑌;混凝土脆性與力學參數(shù)的尺寸效應及其相互關系的研究[D];重慶大學;2002年

6 孔勝利;微梁力學性能尺寸效應的研究[D];山東大學;2009年

7 蘇捷;混凝土受壓與受拉性能的尺寸效應研究[D];湖南大學;2013年

8 張金鈺;金屬多層膜力學行為及其組元與尺寸效應[D];西安交通大學;2011年

9 張靜;金屬的強烈塑性變形與考慮尺寸效應的細觀本構關系[D];廣西大學;2011年

10 胡坤;基于柔性襯底的金屬薄膜力學性能的尺寸效應[D];南京大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 許傳龍;納米晶鎳微成形尺寸效應分子動力學模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 朱充;基于相似理論的狹義尺寸效應量化研究[D];中南大學;2013年

3 徐天嬌;六邊形鋁蜂窩力學行為的尺寸效應研究[D];太原理工大學;2013年

4 周紅;混凝土強度尺寸效應的實驗研究[D];大連理工大學;2010年

5 張雯;有機非線性材料的分子設計及其尺寸效應對光譜影響的研究[D];華中科技大學;2006年

6 張劉成;內爆炸相似理論與尺寸效應研究[D];南京理工大學;2012年

7 趙穎;尺寸效應和混合擇優(yōu)增長網絡度分布的研究[D];河北工業(yè)大學;2007年

8 田宇;圓鋼管混凝土短柱軸壓性能尺寸效應試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

9 陳照亮;相對密度對地基承載力實驗中基礎尺寸效應影響研究[D];中國海洋大學;2009年

10 王國宏;陰極斑點的尺寸效應及其數(shù)值模擬[D];西安建筑科技大學;2006年

，

本文編號：1792983