刃型位错和圆弧形刚性线夹杂的干涉效应

位错和夹杂的干涉效应对于理解材料的强化和韧化机理具有十分重要的意义。文中研究了晶体材料中刃型位错和多条共圆弧刚性线夹杂的干涉作用。利用Riemann—Schwarz反照原理和复势函数的奇性主部分析技术，得到了问题的一般解答；对于只含一条刚性线夹杂的情况，给出了复势函数的封闭形式解。由Peach-Koehler公式求出了作用在刃型位错上的位错力，并讨论了圆弧形刚性线夹杂对位错力的影响规律，发现弧形刚性线对刃型位错有很强的排斥作用。本文解答不但可作为格林函数获得任意分布位错的相应解答，而且可以用于研究刚性线夹杂和任意形状裂纹的干涉效应问题。     

位错偶极子和Ⅲ型界面裂纹的干涉效应

研究了多晶体材料中螺型位错偶极子和界面裂纹的弹性干涉作用.利用复变函数方法,得到了该问题复势函数的封闭形式解答.求出了由位错偶极子诱导的应力场和裂纹尖端应力强度应子,分析了偶极子的方向,偶臂和位置以及材料失配对应力强度因子的影响.推导了作用在螺型位错偶极子中心的像力和力偶矩,并讨论了界面裂纹几何条件和不同材料特征组合对位错偶极子平衡位置的影响规律.结果表明,裂纹尖端的螺型位错偶极子对应力强度因子会产生强烈的屏蔽或反屏蔽效应.同时,界面裂纹对螺型位错偶极子在材料中运动有很强的扰动作用.     

螺型位错偶极子与界面钝裂纹的干涉效应

研究了螺型位错偶极子与界面钝裂纹的干涉效应.应用保角变换技术,得到了复势函数与应力场的封闭解析解,讨论了位错偶极子方位、臂长及裂纹钝化程度对位错偶板子屏蔽效应和发射条件的影响.结果表明,与单个螺型位错不同,螺型位错偶极子与x轴夹角在一定范围内时才可以降低界面钝裂纹尖端的应力强度因子(屏蔽效应),屏蔽效应随偶板子臂长的增大而增强,随裂纹钝化程度的增大而增强,屏蔽区域也随裂纹钝化程度的增大而增大;位错偶极子发射所需的临界无穷远加载随偶极子臂长的增加而减小,随位错方位角及裂纹钝化程度的增加而增大;最可能的位错偶极子发射角度为0.螺型位错偶极子的发射比单个螺型位错的发射要困难.本文解答的特殊情况与相关文献给出的解答一致.     

关联参照模型和位错发射过程的分子动力学模拟

提出关联参照模型和随位错位置变化的柔性位移边界条件．提供了一个在固定位移边界条件下位错穿越边界的方法．应用三维分子动力学方法研究了体心立方（ＢＣＣ）金属晶体钼裂尖发射位错的力学行为．     

具有刃位错的粘弹性圆筒中的应力场

本文求得了具有刃位错的粘弹性圆筒中的应力场,并证明已有的结论乃是本文结果的一个特例.     

增强相/夹杂内螺位错偶极子与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应

运用弹性力学的复势方法,研究了纵向剪切下增强相/夹杂内螺型位错偶极了与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应,得到了该问题复势函数的封闭形式解答,由此推导出了夹杂区域的应力场、作用在螺型位错偶极子中心的像力和像力偶矩以及裂纹尖端应力强度因子的级数形式解.并分析了位错偶极子倾角ψ、钝裂纹尺寸和材料常数对位错像力、像力偶矩以及应力强度因子的影响.数值计算结果表明:位错像力、像力偶矩以及应力强度因子均随位错偶极子倾角做周期变化;夹杂内部的椭圆钝裂纹明显增强了硬基体对位错的排斥,减弱了软基体对位错的吸引,且对于硬夹杂,位错出现了一个不稳定平衡位置,该平衡位置随钝裂纹曲率的增大不断向界面靠近;变化ψ值将出现改变位错偶极子对应力强度因子作用方向的临界值.     

刃型位错理论模型的实验验证

刃型位错芯周围变形场的实验测量是多年来非常困难的研究任务,它导致目前有多种位错理论模型并存。为了检验刃型位错理论模型的适用性,使用透射电子显微镜直接观察并获得了多晶金中刃型位错的高分辨电子显微图像,并采用几何相位分析方法测量了刃型位错周围的位移场和应变场。将实验测量结果与线弹性理论位错模型、Peierls-Nabarro位错模型及Fore-man(a=4)位错模型进行了比较。结果表明,三种位错理论模型在远离位错芯的区域都能描述刃型位错变形场,但在距离位错芯较近的区域,Peierls-Nabarro模型是最适当的位错理论模型。     

纳米压痕中位错运动的原子模拟

利用分子动力学方法模拟研究了金刚石压头压入Ni薄膜(111)晶面的纳米压痕过程中薄膜进入初始塑性后的纳观机制,采用中心对称参数(CSP)研究不同压入深度时薄膜内部的位错的萌生和生长情况.结果表明:压痕力-压痕深度曲线的每一次的剧烈的振荡,都是一次能量释放的过程,在薄膜内部的位错生长也最剧烈.加载过程中,压入深度为0.66nm时出现位错(层错),压入深度为0.93nm时出现明显的位错形核,随着压入深度的增加,多个位错形核相互作用形成梯杆位错.压入深度为1.4nm时,梯杆位错旁出现了棱柱形不全位错环,随着压入深度的增加,棱柱形不全位错环沿着{111}滑移面运动.在最大压入深度处,薄膜塑性形变达到最大.     

剪切力作用下螺位错的运动

利用分子动力学方法研究了金属钨中螺位错在剪切力作用下的运动特性.根据弹性理论在BCC晶体中形成位错线沿的螺位错,在合适的边界条件下获得平衡态的位错结构.发现位错由{110}平面沿方向三个呈对称的皱褶组成.对平衡态结构施加剪切力,发现剪力很小时,位错核心不动,核心形状有畸变;当剪力增大到一定程度时位错开始运动.位错运动后,剪切力较小时,核心呈"之"字形运动;在较大剪力下,位错开始阶段呈"之"字形运动,一段距离后主要沿[(2)11]方向作直线运动.位错运动的速度随着剪切力的增加而增大.     

一维六方准晶中螺型位错偶极子与直线纳米裂纹的干涉效应

关于准晶中螺型位错偶极子与直线纳米裂纹干涉效应的问题,提出了一种可获得精确解的新方法。首先,将Gurtin-Murdoch表/界面理论推广运用到准晶材料中的纳米裂纹问题,建立了裂纹表面上含声子场、相位子场的应力边界模型;然后,利用复变函数中的共形映射方法,将直线裂纹问题化为单位圆孔问题;再借助于柯西积分方法获得了问题的封闭解;最后,数值结果表明：当裂纹的尺寸减小到纳米量级时,表面效应将对声子场和相位子场中的应力场、像力及像力偶矩产生显著的影响,从而改变其力学性能,即裂纹尺寸越小,表面效应越强,声子场和相位子场中的应力场、像力及像力偶矩的数值变化越大;螺型位错偶极子力偶臂的方向对像力的极值和自身平衡亦有较大影响。     

BCC晶体中韧位错运动特性的分子动力学模拟

采用镶嵌原子法(EAM),采用沿《111》方向插入两层(211)半原子面的方法形成位错,模拟金属Mo中韧位错的运动特性.模拟大于Peierls-Nabarro应力时不同剪切力下的韧位错运动速度及相同剪切力下不同温度时韧位错运动速度,结果表明:剪切力越大,韧位错运动速度越大;温度对韧位错运动有明显的阻碍作用,在相同剪切力下,随着温度的升高,韧位错运动速度减小,即拖动系数B(T)随温度升高而增大.随剪应力增大,B(T)变化趋势减缓.     

位错热激活滑移的数值模拟

在三维离散位错动力学模型中,用Langevin力描述温度对位错的影响作用,模拟了位错克服晶格Peierls应力与阻尼应力的滑移过程.模拟结果表明,位错克服Peierls应力的热激活效应随温度的升高而增大,随应变率的增高而减小.利用热激活本构模型描述了位错热激活滑移过程,拟合了Peierls应力的激活能,结果表明含温度的离散位错动力学模型能较正确地模拟位错的热激活滑移过程.但Peierls阻碍的非离散化处理使激活能与指前因子均随温度升高而增大,这表明离散位错动力学模型模拟Peierls阻碍存在不足之处,其本质原因是介观级的位错动力学模型目前还无法正确模拟微观级的位错芯性质.     

THERMODYNAMIC VARIATIONAL APPROACH FOR CLIMB OF AN EDGE DISLOCATION

A general thermodynamic variational approach is applied to study the force on an edge dislocation, which drives the dislocation to climb. Our attention is focused on the physical mechanism responsible for dislocation climb. A dislocation in a material element climbs as a result of vacancies diffusing into or out from the dislocation core, with the dislocation acting as a source or a sink for vacancy diffusion in the material element. The basic governing equations for dislocation climb and the climb forces on the dislocation are obtained naturally as a result of the present thermodynamic variational approach.     

车身覆盖件冲压成形动态仿真的研究进展

概括了车身覆盖件冲压成形动态仿真所涉及的技术环节,如材料模型、几何模型、有限元方法、接触和摩擦问题、原始坯料现状、模具系统和工艺参数．综述了在这些技术领域的研究进展．简要介绍了国内在车身覆盖件冲压成形动态仿真工业应用研究方面的最新成果,讨论了在应用研究中仍存在的问题和进一步的研究发展方向．     

INTERACTION OF A DISLOCATION DIPOLE WITH A MODE III INTERFACE CRACK

Interaction between a screw dislocation dipole and a mode III interface crack is investigated. By using the complex variable method, the closed form solutions for complex potentials are obtained when a screw dislocation dipole lies inside a medium. The stress fields and the stress intensity factors at the tip of the interface crack produced by the screw dislocation dipole are given. The influence of the orientation, the dipole arm and the location of the screw dislocation dipole as well as the material mismatch on the stress intensity factors is discussed. The image force and the image torque acting on the screw dislocation dipole center are also calculated. The mechanical equilibrium position of the screw dislocation dipole is examined for various material property combinations and crack geometries. The results indicate that the shielding or anti-shielding effect on the stress intensity factor increases abruptly when the dislocation dipole approaches the tip of the crack. Additionally, the disturbation of the interface crack on the motion of the dislocation dipole is also significant.     

Duffing振子强迫振动的混沌特性仿真分析

根据Ｄｕｆｆｉｎｇ振子强迫振动系统的数学模型，编制该动力系统的计算机仿真软件．通过对Ｄｕｆｆｉｎｇ方程实例仿真分析，探讨该类方程出现混沌的各参数之间的关系，可全面分析混沌动力系统特性．     

超晶格的位错模型与系统的动力学稳定性

在经典力学框架内和Seeger方程基础上,讨论了超晶格界面附近的位错动力学行为,指出了由于系统的分叉或混沌将导致位错的运动与堆积,造成了超晶格的分层或断裂;同时,也指出了,将生长过程中的超晶格置于适当的声场中将应力减至最小,或者适当调节系统参数就可最大限度的保证系统的动力学稳定性.首先,引入阻尼项,把描述一般位错运动的Seeger方程化为了超晶格系统的广义摆方程.利用Jacobian椭圆函数和椭圆积分分析了无扰动系统的相平面特征,并解析地给出了系统的解和粒子振动周期.其次,利用Melnikov方法分析了系统相平面上三类轨道的分叉性质和进入Smale马蹄意义下的混沌行为,找到了系统的全局分叉与系统进入混沌的临界条件.结果表明,系统的临界条件与它的物理参数有关,只需适当调节这些参数就可以原则上避免、控制分叉或混沌的出现,进一步保证生长过程的稳定性和超晶格材料的完整性.     

温度和加载速率影响位错发射的分子动力学模拟

以Ａ１作为研究对象，采用ＥＡＭ势进行分子动力学模拟，在Ⅰ型和Ⅱ型加载条件下，研究了温度和取向对发射位错的临界应力强度因子的影响，模拟结果表明，裂尖发射位错的监介应力强度因子随温度升高指数规律降低，但却随加载速率的增大而升高。