【摘 要】
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晶界是固体材料中的一种面缺陷,它在金属与合金中广泛存在.晶界结构对固体材料的力学性能有着很大的影响.晶界可分为小角晶界、重位晶界和随机晶界,实验表明,重位晶界(包括∑
【机 构】
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中国科学技术大学力学和机械工程系(安徽合肥)
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晶界是固体材料中的一种面缺陷,它在金属与合金中广泛存在.晶界结构对固体材料的力学性能有着很大的影响.晶界可分为小角晶界、重位晶界和随机晶界,实验表明,重位晶界(包括∑=1的小角晶界)的断裂应力往往是随机晶界的数倍,裂纹主要沿随机晶界扩展,重位晶界不开裂.因此,在晶间破坏中随机晶界的分布和形态起着关键的作用.本文把晶界处理成能承受一定法向和切向应力的无厚度界面,采用随机有限元方法研究了两个具有相同不均匀材料属性和相同随机晶界含量但不同随机晶界分布几何构型的特殊多晶体样本在准静态拉伸下的晶间破坏的力学行为.发现随机晶界连通性强的样本的断裂能比较低,如果用平均随机晶界连通数(平均随机晶界连通长度)来表征样本的随机晶界分布,平均随机晶界连通数越大则随机晶界分布的相关性越强,相应的断裂性能较差.然而,不同随机晶界含量的50组分布样计算结果表明,断裂能与平均晶界连通数并不明显,甚至还出现了相反的结果,即在相同随机晶界含量下,平均晶界连通数的计算样本的断裂能反而大.
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