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本文通过二维准连续介质法模拟三角型压头在纳米压痕试验中测量铝薄膜材料断裂韧度的过程,得到了相应的载荷-位移曲线,计算出了铝薄膜在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)和相关的力学性能参数.数值结果显示:单晶铝薄膜材料在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)为0.216MPa.m1/2,预测值与相关试验结果较吻合,从而表明使用准连续介质法预测纳米尺度下薄膜材料的断裂韧度是可行的.在研究中发现:对应于载荷-位移曲线的急剧下降区域,相应的位移云纹图中有明显的压痕变形集中现象,表明此处是径向裂纹发生的准确位置.计算结果证明,这种载荷-位移曲线和位移云纹图相结合的方法是计算薄膜材料径向裂纹的有效方法. 相似文献
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通过分子动力学方法研究了不同晶态、孪晶界间距以及Fe掺杂对选区激光熔化(selective laser melting, SLM)铝力学性能的影响。结果表明，纳米孪晶对不同晶态以及是否掺杂了Fe元素的铝的强化效果具有较大的差异。在不同晶态铝中插入纳米孪晶，可以提高单晶铝的抗拉强度，但降低了等轴晶和柱状晶铝的抗拉强度。其中，柱状晶的力学性能对孪晶最敏感，抗拉强度受到影响程度最大。孪晶界间距(λ)对柱状晶铝强度的影响存在临界值(2.8nm)，当λ小于2.8 nm时，柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而减小，当λ大于2.8 nm时，柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而逐渐增加，直到接近无孪晶柱状铝的强度。与不同晶态孪晶铝的强度相比，掺杂5at%Fe的不同晶态孪晶铝的强度更大，且柱状孪晶Al-5%Fe的强化效果最好，表明合理控制Fe含量和纳米孪晶形态，有望改善SLM铝的力学性能。 相似文献
