在微細(xì)加工領(lǐng)域中,刀具與工件的尺度已經(jīng)縮小到微納米尺度,其材料的失效機(jī)理與宏觀狀態(tài)下相比不再相同,掌握其微納米尺度下的失效機(jī)理是實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)和制造的重要基礎(chǔ)。微米尺度下晶體內(nèi)部缺陷、位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和增殖對(duì)材料的力學(xué)行為有著不可忽略的影響。因此掌握金剛石晶體內(nèi)部的位錯(cuò)及其演變規(guī)律對(duì)金剛石微刀具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用具有十分重要的意義。離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)以位錯(cuò)為基本計(jì)算單元,考慮晶體塑性變形的本質(zhì),能夠有效地解釋小尺度晶體的特殊力學(xué)行為。其與有限元構(gòu)成的耦合仿真程序是揭示微納米尺度下晶體力學(xué)特性,進(jìn)行有效、高效仿真的重要工具。本文基于離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)理論框架和ABAQUS有限元軟件的接觸算法,使用MATLAB和Python語(yǔ)言建立了針對(duì)金剛石晶體的2.5D離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)-有限元耦合仿真程序。該程序可進(jìn)行位錯(cuò)增殖、位錯(cuò)障礙阻塞、林位錯(cuò)和湮滅塞積等位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)計(jì)算,自動(dòng)進(jìn)行前處理建立模型并與ABAQUS耦合計(jì)算邊界載荷條件,改變每次仿真初始條件進(jìn)行循環(huán)迭代耦合仿真計(jì)算,并在計(jì)算完成后進(jìn)行后處理。使用自主開(kāi)發(fā)的2.5D離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)-有限元耦合仿真程序?qū){米壓痕與刻劃條件下金剛石晶體的位錯(cuò)演變規(guī)律進(jìn)行了仿真研究,分析了納... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

仿真研究尺度劃分納米微米毫米米

圖 1-2 金剛石微刀具的損傷失效行為[3]目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì) CVD 金剛石涂層微刀具的研究也取得了一定的進(jìn)展。Heaney[8]在硬質(zhì)合金銑刀基體上沉積了納米級(jí)的細(xì)晶粒金剛石薄膜，減少了刀具與

圖 1-3 金剛石中的位錯(cuò)[12]1.3.2 位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用現(xiàn)狀材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為一直以來(lái)是固體力學(xué)與材料科學(xué)所共同關(guān)注的問(wèn)題。大量a) 金剛石中相互纏繞的位錯(cuò) b) 位錯(cuò)環(huán)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金剛石的晶體質(zhì)量評(píng)定探究[J]. 劉劍紅,陳美華,吳改,宮旎娜.  人工晶體學(xué)報(bào). 2014(03)
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博士論文
[1]小尺度材料力學(xué)行為的尺度效應(yīng)及其離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)機(jī)制[D]. 范海冬.華中科技大學(xué) 2012
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[3]微壓痕尺度效應(yīng)中幾個(gè)問(wèn)題的離散位錯(cuò)模擬研究[D]. 歐陽(yáng)朝軍.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]聚晶金剛石小直徑刀具失效的模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 文澤華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于離散位錯(cuò)塑性仿真的金剛石刀具力學(xué)特性評(píng)價(jià)研究[D]. 方新宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



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