【摘要】：以三維彈性各向異性均勻介質(zhì)中位錯環(huán)的彈性場的最新研究成果為依托,本文研究了雙材料中位錯環(huán)與界面間的相互作用,提出了一種簡化的包含位錯的三層材料模型,并對三層材料中位錯環(huán)與兩個界面的相互作用進行了研究。本文主要做了以下兩部分的工作:1.對三角形位錯環(huán)在彈性各向異性雙材料中產(chǎn)生的位移場和應(yīng)力場進行了推導(dǎo),基于推導(dǎo)的結(jié)果編寫MATLAB程序,得到位錯環(huán)在雙材料空間中任意一點的應(yīng)力場的數(shù)值解。在ABAQUS中建立不包含位錯環(huán)的宏觀模型,模型表面作為自由面應(yīng)力為零,而位錯環(huán)在表面的總應(yīng)力是位錯環(huán)在該位置產(chǎn)生的應(yīng)力場和像應(yīng)力場的疊加,此時像應(yīng)力場為位錯環(huán)產(chǎn)生的應(yīng)力場的相反數(shù),因此位錯環(huán)產(chǎn)生的彈性場可以用像應(yīng)力衍生出來的鏡像力來模擬。進而對位錯環(huán)與界面間的相互作用進行研究,本文將考慮材料厚度、位錯環(huán)的大小、位錯環(huán)與界面間的距離以及晶體方位變化,對界面處的應(yīng)力和位移的影響。2.對三角形位錯環(huán)在彈性各向異性單一材料在全空間中產(chǎn)生的位移場和應(yīng)力場進行了推導(dǎo),基于推導(dǎo)的結(jié)果編寫MATLAB程序,建立ABAQUS模型,可以用類似的方法可以模擬單層材料中位錯環(huán)產(chǎn)生的彈性場。結(jié)合本文提出的位錯環(huán)放在中間層的三層材料簡化模型,對單層材料模型進行處理得到體積力,將體積力作為載荷施加到三層材料模型上,可以模擬出三層材料中位錯的彈性場,進而研究位錯環(huán)與兩個界面的相互作用。本文的簡化模型是基于Giessen和Needleman的疊加方案得到的,該方案適用于更多層材料以及多層材料中包含位錯環(huán)的情況。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB30
【圖文】：

1 緒論 研究背景本文研究的對象是位錯，位錯是晶體中最為常見的缺陷之一，在透射電子顯清晰的看到位錯，如圖 1-1 所示，對位錯進行研究是從微觀尺度來了解材料的一個重要渠道。本文研究的雙材料模型和三層材料模型都是由晶體材料中不包含位錯，但是可以通過一些處理用他們來研究位錯。晶體材料作為位體，在很多現(xiàn)代科技和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，比如電子、能源、精密機天等領(lǐng)域。晶體材料一直是熱門的研究對象，而晶體材料在受力狀態(tài)下產(chǎn)生形主要是因為材料中產(chǎn)生了大量的位錯，因此對晶體材料中位錯的研究具義，這方面已經(jīng)有大量的研究工作。

言料界面存在因彈性模量不匹配而產(chǎn)生應(yīng)力場，接近位錯環(huán)擾動了界而反過來，材料剛度的不連續(xù)性橫跨整個界面改變位錯環(huán)了的應(yīng)力場包含單一界面的各向異性雙材料中多變形位錯環(huán)的彈性場，來研究相互作用。為此，需要導(dǎo)出各向異性雙材料體系中三角形位錯環(huán)的線而得出任意形狀位錯環(huán)所誘發(fā)的彈性場。這里主要的難點是在彈性各將表面積分轉(zhuǎn)化為位移和應(yīng)力場相關(guān)的像部分的線積分。向異性雙材料彈性場的積分表達式錯環(huán)的位移和應(yīng)變場料中某一層材料中的一個任意形狀的位錯環(huán)如圖 2-1 所示。位錯環(huán)由了描述位錯，位錯表面被分成兩個相鄰的表面S 和S ，它們的法向 ，上半面S 相對于下半面S 滑移了 b, b為柏氏矢量。

）和局部坐標系（ ： ， ， ）如圖2-2 所示，坐標間的變換關(guān)系為： = （2-20）圖 2-2 多邊形環(huán)、整體坐標系、局部坐標系位置關(guān)系示意圖其中， = （2-21）其中 是局部坐標系的原點。 于是在方程（2-19）中的積分變成： ( 

本文編號：2769992