鎂中Ⅰ型裂紋應(yīng)力場(chǎng)與裂尖塑性變形.pdf

1、鎂及鎂合金具備密度小，高的比強(qiáng)度和比剛度，優(yōu)良的鑄造性和減震性等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域。但是，鎂為密排六方晶體，其斷裂韌度值比較低，特別是當(dāng)鎂中存在裂紋或有裂紋萌生的情況下，裂紋尖端會(huì)存在應(yīng)力、應(yīng)變集中，導(dǎo)致裂尖附近塑性變形以及裂紋擴(kuò)展，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問題，所以對(duì)鎂中裂紋的研究非常重要。
　　本文基于ABAQUS有限元程序，運(yùn)用擴(kuò)展有限單元法計(jì)算了鎂中五種不同取向的Ⅰ型裂紋的彈性應(yīng)力場(chǎng)和彈性應(yīng)變能密度分

2、布，并將計(jì)算結(jié)果與分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果相對(duì)比，從宏微觀相結(jié)合的角度分析了裂尖場(chǎng)的分布和裂尖微結(jié)構(gòu)演化之間的聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，裂尖的微結(jié)構(gòu)演化與裂尖彈性應(yīng)變能密度分布密切關(guān)聯(lián)。由于裂紋尖端處的應(yīng)力集中所導(dǎo)致的局部彈性應(yīng)變能密度增高可以通過裂尖塑性變形來釋放。介于不同滑移面所需要的臨界切應(yīng)力不同，基面裂紋主要的變形機(jī)制是空位和π3孿晶，柱面裂紋主要的變形機(jī)制是空位和基面滑移。
　　此外，運(yùn)用彈塑性狀態(tài)下Ⅰ型裂紋的有限元分析，從裂紋系統(tǒng)的整