基于向錯應(yīng)力釋放的納米線裂紋形核機(jī)理研究.pdf

1、納米材料中,向錯極子應(yīng)力釋放導(dǎo)致裂紋形核問題的研究與分析,對于我們研究納米材料的缺陷和其他的力學(xué)性能有著非常重要的理論和實(shí)際意義。本文系統(tǒng)的討論了楔型向錯和刃型位錯應(yīng)力場的基本解以及物質(zhì)力,納米線內(nèi)部裂紋的形核問題。根據(jù)納米線表面的連續(xù)性條件,運(yùn)用分布位錯方法,通過復(fù)變函數(shù)求解該問題的解,最后用數(shù)值方法求解奇異積分方程。主要研究內(nèi)容如下:
　　研究了納米線內(nèi)部楔型向錯應(yīng)力場的基本解以及作用在楔型向錯上的物質(zhì)力。分析了表面參數(shù)、楔型

2、向錯極子的位置以及納米線半徑的尺寸對楔型向錯上物質(zhì)力的影響。結(jié)果表明:不同的表面參數(shù)時(shí),物質(zhì)力可能是排斥力也可能是吸引力;當(dāng)楔型向錯離圓心的位置越來越遠(yuǎn),納米線的半徑越小,對物質(zhì)力的影響越明顯。
　　研究了納米線內(nèi)部刃型位錯應(yīng)力場的基本解以及作用在刃型位錯上的物質(zhì)力。分析了表面參數(shù)、刃型位錯的位置以及納米線半徑對刃型位錯上物質(zhì)力的影響。結(jié)果表明:不同的表面參數(shù)能夠引起物質(zhì)力的增加或減少;當(dāng)刃型位錯的位置越接近納米線的表面,納米線的

3、半徑越小,對物質(zhì)力的影響也明顯。
　　研究了納米線上的偏心楔型向錯應(yīng)力釋放形成Griffith裂紋的情況。分析了楔形向錯的向錯強(qiáng)度,材料的幾何常數(shù),偏心向錯的位置,表面參數(shù)等方面對裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響。結(jié)果表明:當(dāng)裂紋長度相同時(shí),裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子隨著楔型向錯強(qiáng)度的增加而增加;不考慮表面效應(yīng)時(shí),裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子隨著納米線半徑值的增加而增加;考慮表面效應(yīng)時(shí),半徑較大的納米線對裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響較小;當(dāng)考慮