【摘 要】
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材料中微裂纹的结构演化过程与材料的力学特性直接相关,是一个典型的多尺度问题.该文以bcc-Fe中Ⅰ型裂纹为研究对象,基于分子动力学方法进行了两组模拟实验,着重研究了裂纹在
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材料中微裂纹的结构演化过程与材料的力学特性直接相关,是一个典型的多尺度问题.该文以bcc-Fe中Ⅰ型裂纹为研究对象,基于分子动力学方法进行了两组模拟实验,着重研究了裂纹在扩展过程中的结构演化问题,第一组模拟在T=5K,K<,I>=1.0K<,IC>外场下得到初始裂纹,随后加温到100K、300K和500K,外载则分段加到K<,I>=2.8K<,IC>:第二组模拟是在T=100K,K<,I>=1.0K<,IC>外场下得到初始裂纹,随后加温到300K和500K,外载也分段加到K<,I>=2.8K<,IC>.在第一组模拟中,我们发现:在裂尖区域出现堆垛层错和孪晶,且裂纹的形状很尖锐,随温度及外载增加裂纹快速扩展.而在第二组模拟中,则发现随温度及外载增加,裂尖区不仅出现了堆垛层错,而且出现了位错、裂尖钝化、分枝,以及孪晶带,结构演化现象明显比第一组复杂,但裂纹的扩展速度慢于第一组,裂纹长度较短.基于模拟计算可以认为,在加温和加载过程中,裂尖区的结构演化特征以及裂纹的扩展速度都与裂纹产生的初始条件相关.此外,该文还对裂纹扩展过程中的能量学问题进行了初步的分析,得到了一些结果.
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