【摘要】：應(yīng)變局部化現(xiàn)象已經(jīng)在很多實驗和自然界中廣泛地觀察到,比如NiTi合金中的折曲帶,單向纖維增強復(fù)合材料中的折曲帶,巖石層中的折曲帶,細(xì)晶粒低碳鋼中的lüders帶,砂土試件中的剪切帶等等。當(dāng)材料中有應(yīng)變局部化現(xiàn)象時,“帶”和“帶外”的區(qū)域可以看作兩相分片均勻變形,這兩個區(qū)域應(yīng)力和應(yīng)變不同,“帶”內(nèi)的材料變形更大。求得這兩個區(qū)域的應(yīng)力與應(yīng)變對了解材料的力學(xué)行為、提高材料應(yīng)用安全性有巨大幫助。非晶態(tài)合金,又名金屬玻璃,是一種由多種金屬混合制成的非晶材料。非晶態(tài)合金最早的發(fā)現(xiàn)是在50多年前。非晶態(tài)合金的出現(xiàn)給物理學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域注入了新鮮的血液,豐富它們的研究內(nèi)容。非晶態(tài)合金具有高強度、高斷裂韌性、耐腐蝕等特性,因此它引起了眾多學(xué)者的關(guān)注和興趣。許多學(xué)者的實驗表明,軸向拉壓的非晶態(tài)合金中會出現(xiàn)剪切帶,這些剪切帶是一種應(yīng)變局部化現(xiàn)象。有學(xué)者指出非晶態(tài)合金中的剪切帶是影響其塑性變形的關(guān)鍵因素,非晶態(tài)合金的塑性變形主要集中在剪切帶中,非晶態(tài)合金的斷裂也往往沿著主剪切帶方向。所以,研究非晶態(tài)合金中剪切帶的變形對非晶態(tài)合金的推廣與應(yīng)用有很大幫助。本文把剪切帶看作是應(yīng)變局部化現(xiàn)象,把非晶態(tài)合金中的剪切帶以及剪切帶以外的區(qū)域看作不同的兩相,剪切帶的出現(xiàn)看作是一種相變行為,用相變理論的條件來研究剪切帶的變形。剪切帶出現(xiàn)時,剪切帶邊界處位移連續(xù)但是變形梯度不連續(xù),應(yīng)力和變形梯度需要滿足跳躍條件。同時,材料的應(yīng)變能在剪切帶中也會發(fā)生改變,能量關(guān)系需要滿足Maxwell條件。根據(jù)相變發(fā)生所需的條件,我們可以寫出相變的控制方程。通過對控制方程的求解,剪切帶內(nèi)外區(qū)域的應(yīng)力與應(yīng)變、剪切帶傾角、以及相變發(fā)生時的Maxwell應(yīng)力均可以求得。論文最后我們選取了相關(guān)的非晶態(tài)合金的實驗,用我們建立的彈塑性相變模型控制方程求解了金屬玻璃剪切帶內(nèi)外的應(yīng)力與應(yīng)變、剪切帶傾角以及Maxwell應(yīng)力。計算結(jié)果顯示,相變模型可以計算出非晶態(tài)合金中剪切帶傾角,與實驗結(jié)果吻合的很好。
【圖文】：

非晶合金材料特別是塊體非晶合金合金的非晶結(jié)構(gòu)、物理性能及相關(guān)的物理問題的研究重點。事物會給我們以美的享受。但是自然界的很多雜亂無章的無序之中找到有序的規(guī)律，把看似，探究非晶態(tài)合金變形特性給我們提出了挑戰(zhàn)子排列是長程而無序，如圖 1-1 所示，，右邊是態(tài)原子的結(jié)構(gòu)。描述非晶合金中原子排列需要體系的建立將很大程度上影響和改變很多領(lǐng)的研究就是從無序中尋找有序，從雜亂無章的以，2012 年在廈門大學(xué)召開的第九屆大塊非晶領(lǐng)域著名科學(xué)家 T. Egami 在會議結(jié)束總結(jié)發(fā)言教科書的領(lǐng)域， 有抱負(fù)的年青人應(yīng)該積極投”。

圖 1-2 原子尺度的變形示意圖(a) 一個“切變區(qū)域”的變形；(b) 自由體積中單原子跳躍-2 Schematic diagram of atomic scale deformation (a) Deformation individual tomic jump in free volume[13]帶傾角的研究方面，計算剪切帶傾角的具體計算公式有是用 Coulomb-Mohr 屈服準(zhǔn)則計算，考慮正應(yīng)力的影響，計算公式為：4 2 式可以給出剪切帶傾角的大小，拉伸條件下 大于 0，剪縮條件下 小于 0，剪切帶傾角小于 45°。Coulomb-Moh中所觀察到的現(xiàn)象，就是在拉伸的實驗條件下，大部分金在 40°-45°之間；壓縮的實驗條件下大部分金屬玻璃試件
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.8

【參考文獻(xiàn)】

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1 張義同;高健;徐家福;;New Representation of Maxwell Relation[J];Transactions of Tianjin University;2008年01期

本文編號：2635008