由于具有獨(dú)特的長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序亞穩(wěn)態(tài)微結(jié)構(gòu),塊體金屬玻璃表現(xiàn)出一系列諸如高強(qiáng)度、高硬度、大的彈性極限等優(yōu)良的力學(xué)性能。然而,由于缺乏硬化機(jī)制,塊體金屬玻璃在室溫下的變形過(guò)程中極易形成單一的、狹窄的剪切帶,進(jìn)而發(fā)生宏觀脆性失效。這極大地限制了塊體金屬玻璃在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。為了提高其宏觀塑性變形能力,不少學(xué)者通過(guò)引入增韌相制備了塊體金屬玻璃基復(fù)合材料,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)塊體金屬玻璃增韌的目的。然而,盡管塊體金屬玻璃基復(fù)合材料的壓縮塑性性能相比金屬玻璃基體材料已經(jīng)有了極大的提高,但其拉伸塑性仍然不是十分理想。因此,還需要對(duì)塊體金屬玻璃基復(fù)合材料的變形與失效行為進(jìn)行深入的研究。為此,本文對(duì)塊體金屬玻璃及其復(fù)合材料的變形與失效行為開(kāi)展了如下的系統(tǒng)研究:（1）基于已揭示的塊體金屬玻璃失效機(jī)制及自由體積理論,在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)框架下構(gòu)建了考慮失效機(jī)制的塊體金屬玻璃本構(gòu)模型。建立的本構(gòu)模型中把納米孔洞濃度當(dāng)作內(nèi)變量,用來(lái)描述與塊體金屬玻璃失效相關(guān)的納米孔洞的形核與匯聚。同時(shí),為了有效地描述塊體金屬玻璃在拉伸和壓縮載荷下的韌脆轉(zhuǎn)換,通過(guò)引入應(yīng)力三軸度,提出了一個(gè)適用于不同應(yīng)力狀態(tài)的失效判據(jù)。隨后,還給出了新建... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 塊體金屬玻璃及其復(fù)合材料簡(jiǎn)介
        1.2.2 塊體金屬玻璃及其復(fù)合材料變形與失效行為的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 金屬玻璃及其復(fù)合材料變形與失效行為的數(shù)值模擬
        1.2.4 塊體金屬玻璃及其復(fù)合材料本構(gòu)模型研究
    1.3 現(xiàn)有研究工作的不足
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第二章 考慮失效機(jī)制的塊體金屬玻璃本構(gòu)模型
    2.1 塊體金屬玻璃的失效機(jī)制概述
    2.2 考慮失效機(jī)制的塊體金屬玻璃本構(gòu)模型
        2.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.2 本構(gòu)方程
        2.2.3 內(nèi)變量演化方程
    2.3 塊體金屬玻璃本構(gòu)模型的有限元實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 本構(gòu)模型的應(yīng)力積分算法和一致切線模量
        2.3.2 有限元分析的代表性體積單元
    2.4 模擬與討論
        2.4.1 材料參數(shù)確定方法
        2.4.2 變形與局部失效的預(yù)測(cè)
        2.4.3 局部區(qū)域的納米孔洞濃度演化的預(yù)測(cè)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 塊體金屬玻璃基復(fù)合材料單調(diào)拉伸和壓縮變形的有限元模擬
    3.1 有限元模型
        3.1.1 塊體金屬玻璃基體的本構(gòu)模型
        3.1.2 增韌相的本構(gòu)模型
        3.1.3 有限元分析的代表性體積單元
    3.2 模擬結(jié)果
        3.2.1 有限元模型驗(yàn)證
        3.2.2 增韌相體積分?jǐn)?shù)的影響
        3.2.3 增韌相取向的影響
        3.2.4 增韌相形狀的影響
        3.2.5 增韌相屈服強(qiáng)度的影響
    3.3 討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 考慮基體局部失效的塊體金屬玻璃基復(fù)合材料細(xì)觀本構(gòu)模型
    4.1 塊體金屬玻璃基復(fù)合材料的變形與失效行為概述
    4.2 復(fù)合材料細(xì)觀本構(gòu)模型
        4.2.1 兩相材料的本構(gòu)模型
        4.2.2 兩級(jí)均勻化方法
        4.2.3 兩相材料的一致性切線模量
    4.3 預(yù)測(cè)與討論
        4.3.1 Zr基塊體金屬玻璃基復(fù)合材料變形與失效行為的預(yù)測(cè)
        4.3.2 含有石墨顆粒的塊體金屬玻璃基復(fù)合材料變形與失效行為的預(yù)測(cè)
        4.3.3 Ti顆粒增韌Mg基塊體金屬玻璃基復(fù)合材料變形與失效行為的預(yù)測(cè)
        4.3.4 討論
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    創(chuàng)新性
    展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄一 簡(jiǎn)化周期性邊界條件可靠性分析
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研工作


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塊狀非晶合金及其復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 胡壯麒,張海峰.  金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[2]大塊非晶合金復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)塑性本構(gòu)方程[J]. 陳德民,孫劍飛,沈軍,邢大偉,梁立孚.  材料科學(xué)與工藝. 2004(06)



本文編號(hào)：3039017