含半橢圓表面裂紋鎳納米單晶的力學(xué)性能及斷裂行為研究.pdf

1、鎳基高溫合金是航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端及冷端的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料，在生產(chǎn)制造過(guò)程中，無(wú)法避免的存在微缺陷和裂紋，因此，從原子尺度研究斷裂理論有重要的實(shí)際工程意義。本文應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法，模擬了含半橢圓表面裂紋Ni單晶塊體在單軸拉伸載荷下的力學(xué)性能及斷裂行為，并研究了其約束效應(yīng)和尺寸效應(yīng)。包含以下主要內(nèi)容：
　　(1)含半橢圓表面裂紋納米Ni單晶的單軸拉伸載荷的力學(xué)性能及力學(xué)行為分析
　　半橢圓表面裂紋的存在會(huì)降低材料的屈服強(qiáng)度；裂紋擴(kuò)展的

2、過(guò)程中，裂紋會(huì)會(huì)由初始的半橢圓會(huì)變尖為三角形，與傳統(tǒng)的裂紋鈍化不同，并從晶體學(xué)理論做出了解釋；研究了加載速率的影響。發(fā)現(xiàn)在1-100m/s的加載速率范圍內(nèi)，越低的加載速率，材料會(huì)有越好的塑性性能。
　　(2)含半橢圓表面裂紋納米Ni單晶的約束效應(yīng)
　　在x-z方向周期及x-z方向約束的邊界下，材料對(duì)裂紋的敏感性明顯增加，隨著應(yīng)變的增大，裂紋深度與裂紋寬度會(huì)明顯增大，其中在x-z方向約束的邊界下，裂紋沿滑移面擴(kuò)展，最終導(dǎo)致斷裂