TiAl合金涂層因其具有良好的降噪和耗振功能,現(xiàn)已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片阻尼涂層的首選材料之一。由于涂層阻尼性能與其自身內(nèi)部缺陷密切相關(guān),因此本文從微觀角度出發(fā),對(duì)TiAl合金涂層的消減振機(jī)理進(jìn)行探究。本文采用Materials Studio軟件建立含空位缺陷、位錯(cuò)缺陷、晶界缺陷和微裂紋缺陷的晶體模型以及完美無(wú)缺陷晶體模型,對(duì)它們使用共軛梯度最小能量算法進(jìn)行弛豫,得到這五種模型的平衡構(gòu)型。采用LAMMPS分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件對(duì)已經(jīng)平衡的五種模型進(jìn)行在x軸方向的拉伸模擬計(jì)算,并應(yīng)用Atomeye可視化軟件觀察內(nèi)部缺陷原子的變化規(guī)律,模擬結(jié)果表明:含有晶體缺陷模型的阻尼性能均好于完美無(wú)缺陷晶體模型的阻尼性能,含晶體缺陷模型的阻尼性能由高到低依次是,空位、位錯(cuò)、微裂紋以及晶界。而由不同晶體缺陷模型的內(nèi)部缺陷原子的微觀構(gòu)型圖可以看出,新生的缺陷主要是位錯(cuò)缺陷,并且均由起始缺陷部位不斷向外發(fā)射、攀爬以及滑移,最終遍布整個(gè)模型,在這個(gè)過(guò)程中能量不斷耗散,從而影響阻尼性能。另外在700 K、800 K、900 K和1000 K四個(gè)溫度進(jìn)行同樣的外載荷拉伸加載與卸載模擬計(jì)算,通過(guò)模擬結(jié)果對(duì)比可知,含空位缺陷... 

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 阻尼機(jī)理介紹
        1.2.1 阻尼性能的定義
        1.2.2 阻尼與應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系
        1.2.3 用于表征材料阻尼性能的常用參數(shù)
        1.2.4 內(nèi)耗分類及特征
    1.3 涂層阻尼性能的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的內(nèi)容及意義
第2章 Ti Al在 MD模擬中的初始條件
    2.1 引言
    2.2 分子動(dòng)力學(xué)的基本原理
        2.2.1 牛頓運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.2 數(shù)值求解方法
    2.3 分子動(dòng)力學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 邊界條件
        2.3.2 勢(shì)函數(shù)
        2.3.3 熱力學(xué)系綜
        2.3.4 溫度調(diào)控方法
    2.4 缺陷的判斷方法
        2.4.1 中心對(duì)稱參數(shù)法
        2.4.2 徑向分布函數(shù)法
        2.4.3 局部晶序分析法
        2.4.4 配位數(shù)判斷準(zhǔn)則
    2.5 本章小結(jié)
第3章 Ti Al的分子動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 引言
    3.2 模型建立
        3.2.1 無(wú)缺陷完美Ti Al晶體模型
        3.2.2 含空位缺陷的Ti Al晶體模型
        3.2.3 含位錯(cuò)的Ti Al晶體模型
        3.2.4 含雙晶結(jié)構(gòu)的晶體模型
        3.2.5 含有微裂紋的Ti Al晶體模型
    3.3 弛豫分析
    3.4 原子勢(shì)函數(shù)
        3.4.1 本文勢(shì)函數(shù)的選擇
        3.4.2 模擬可靠性分析
    3.5 本文模擬系綜和調(diào)控方式
    3.6 加載與卸載的實(shí)現(xiàn)方式
    3.7 分子動(dòng)力學(xué)模擬步驟
    3.8 本章小結(jié)
第4章 晶體缺陷對(duì)Ti Al阻尼性能的影響
    4.1 引言
    4.2 無(wú)缺陷晶體模型
        4.2.1 無(wú)缺陷晶體模型的應(yīng)變能及微觀構(gòu)型
        4.2.2 回彈模量與韌性模量
    4.3 空位缺陷對(duì)能量耗散的影響
        4.3.1 含空位晶體模型的應(yīng)變能及微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.2 回彈模量和韌性模量
        4.3.3 溫度對(duì)含空位缺陷模型阻尼性能的影響
    4.4 位錯(cuò)對(duì)阻尼性能的影響
        4.4.1 含位錯(cuò)晶體模型的應(yīng)變能及微觀結(jié)構(gòu)
        4.4.2 回彈模量和韌性模量
        4.4.3 溫度對(duì)含有位錯(cuò)缺陷模型阻尼性能的影響
    4.5 雙晶結(jié)構(gòu)對(duì)能量耗散的影響
        4.5.1 雙晶Ti Al模型的應(yīng)變能及微觀結(jié)構(gòu)
        4.5.2 回彈模量與韌性模量
        4.5.3 溫度對(duì)含晶界缺陷模型阻尼性能的影響
    4.6 微裂紋對(duì)阻尼性能的影響
        4.6.1 微裂紋模型的應(yīng)變能及微觀構(gòu)型
        4.6.2 回彈模量與韌性模量
        4.6.3 溫度對(duì)含微裂紋缺陷模型阻尼性能的影響
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3671475