金屬作為結(jié)構(gòu)或功能材料在現(xiàn)代工業(yè)中有著非常重要的應(yīng)用,然而坯料通常都要經(jīng)過(guò)塑性變形技術(shù)處理后使用,塑性變形技術(shù)是在給定的外載荷和邊界條件下對(duì)坯料進(jìn)行“熱力學(xué)”處理,從而得到符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的形狀以及組織性能。傳統(tǒng)的塑性變形技術(shù)包括軋制、擠壓、鍛造一般只能實(shí)現(xiàn)小變形,然而劇烈塑性變形技術(shù)通過(guò)控制應(yīng)力狀態(tài)使得金屬承受較大的塑性變形且不發(fā)生破壞,另外基于該原理可以解決復(fù)雜曲面整體塑性成形難題。塑性變形過(guò)程中材料微結(jié)構(gòu)被細(xì)化到微米甚至納米尺度,從而具有優(yōu)異的力學(xué)性能。然而,給定變形條件下金屬材料的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能只能優(yōu)化到穩(wěn)態(tài)極限,該穩(wěn)態(tài)極限和初始狀態(tài)的關(guān)系將決定材料的本構(gòu)行為。塑性變形加工金屬的微結(jié)構(gòu)使其穩(wěn)定性顯著降低,此外尺寸從幾十納米到幾十微米的單晶或多晶微柱受壓時(shí)發(fā)生應(yīng)變突跳,其失穩(wěn)特性制約了該特征尺寸結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。因此,其變形穩(wěn)定性引起了廣泛的研究興趣。本文結(jié)合晶體塑性、分子動(dòng)力學(xué)等方法從理論上研究了金屬材料塑性變形中的失效、穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)定性問(wèn)題:1.金屬在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下塑性變形的失效問(wèn)題。建立了基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論的斷裂軌跡面,推導(dǎo)了多種斷裂軌跡面,并且得到了參數(shù)之間的關(guān)系。利用2024-T35...

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 制備技術(shù)
        1.2.1 微納米尺度結(jié)構(gòu)的制備方法
        1.2.2 塑性變形制備技術(shù)
    1.3 金屬材料塑性變形的失效、穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)定性問(wèn)題
        1.3.1 應(yīng)力狀態(tài)依賴的失效問(wèn)題
        1.3.2 劇烈塑性變形的穩(wěn)態(tài)和本構(gòu)行為
        1.3.3 微納米結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定性
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第二章 金屬材料應(yīng)力狀態(tài)依賴的失效模型
    2.1 引言
    2.2 韌性斷裂軌跡面
        2.2.1 應(yīng)力狀態(tài)描述
        2.2.2 塑性本構(gòu)模型
        2.2.3 統(tǒng)一強(qiáng)度理論
        2.2.4 混合應(yīng)變-應(yīng)力空間斷裂軌跡面
    2.3 極限情況
        2.3.1 擴(kuò)展摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則
        2.3.2 擴(kuò)展雙剪或單剪準(zhǔn)則
    2.4 參數(shù)校正和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        2.4.1 參數(shù)校正
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和模型預(yù)測(cè)能力比較
    2.5 參數(shù)分析
        2.5.1 三維空間參數(shù)分析
        2.5.2 二維空間參數(shù)分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 金屬材料塑性變形的穩(wěn)態(tài)和典型本構(gòu)行為
    3.1 引言
    3.2 位錯(cuò)強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化
        3.2.1 晶界強(qiáng)化
        3.2.2 位錯(cuò)強(qiáng)化
    3.3 位錯(cuò)密度演化
        3.3.1 單一變量位錯(cuò)密度演化模型
        3.3.2 位錯(cuò)密度和流動(dòng)應(yīng)力演化
    3.4 劇烈塑性變形的穩(wěn)態(tài)
        3.4.1 劇烈塑性變形的穩(wěn)態(tài)
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 基于位錯(cuò)機(jī)制的晶體塑性模型
        3.5.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        3.5.2 平衡方程
        3.5.3 本構(gòu)方程
    3.6 初始狀態(tài)效應(yīng)
        3.6.1 數(shù)值計(jì)算
        3.6.2 理想彈塑性
        3.6.3 應(yīng)變硬化
        3.6.4 應(yīng)變軟化
    3.7 梯度微納米材料強(qiáng)化機(jī)制
    3.8 本章小結(jié)
第四章 金屬材料微納米結(jié)構(gòu)塑性變形穩(wěn)定性
    4.1 引言
    4.2 應(yīng)變突跳本質(zhì)
        4.2.1 應(yīng)力控制下應(yīng)變突跳
        4.2.2 應(yīng)變控制下應(yīng)變突跳
    4.3 理論模型
        4.3.1 微柱本構(gòu)模型
        4.3.2 理論模型
    4.4 應(yīng)變突跳臨界狀態(tài)和突跳大小預(yù)測(cè)
        4.4.1 應(yīng)變突跳臨界條件
        4.4.2 應(yīng)變突跳大小預(yù)測(cè)
        4.4.3 討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
攻讀博士期間的主要研究成果



本文編號(hào)：3940081