Ⅰ型裂纹尖端塑性区和无位错区及其对裂纹扩展的影响

用裂纹与位错的相互作用模拟了刃型位错从Ⅰ型裂纹尖端沿多个滑移面的发射,得到了裂纹尖端周围塑性区和无位错区的形状和大小.结果表明,与宏观断裂力学算出的塑性区形状相比,本文给出的塑性区向裂纹前方倾斜;无位错区的形状与塑性区的相似.以应变能密度因子理论为判据,当存在明显的无位错区时,塑性区使裂纹扩展的潜力下降,但扩展方向不变;而当塑性区充分发展、无位错区的作用减小或消失后,裂纹扩展的方向可能发生变化.     

大块Fe-3%Si单晶体裂纹尖端无位错区的观察

利用蚀坑技术和扫描电镜动态观察方法研究了大块 Fe-3%Si 单晶体裂纹尖端的形变行为。证实了裂纹尖端与塑性区之间存在无位错区(DFZ),且无位错区尺寸随变形量的增加而增加。     

大块Al单晶体Ⅰ型裂纹尖端无位错区的观察

裂纹尖端区域的结构在裂纹扩展中起着非常重要的作用,但至今对它知之不多。Hahn~([1])曾把裂纹尖端区域分成四个部分,Thomson~([2])也曾把它分成三个部分,都指出裂纹尖端可能存在一高弹性区,而在大家熟知的Bcs理论中,裂纹尖端区域仅是一位错反塞积群构成的塑性区~([3])。     

CALL混杂复合材料裂纹尖端损伤区实验研究

本文用以高密度光栅技术为基础的云纹干涉法对带双边裂纹的CALL混杂复合材料进行了拉伸实验研究,得到了在纤维方向和垂直纤维方向拉伸时双边裂纹尖端损伤区的形状及其应变场分布。结合对试件断口形貌的扫描电镜观察,分析了两种拉伸试件的破坏模态。所得实验结果为进一步深入研究CALL混杂复合材料的损伤和破坏机理提供了重要依据。     

金属中裂纹形核的一个理论模型

建立了金属中裂纹形核的一个理论模型。通过理论分析，获得金属中裂纹的形核准则，定义了与材料晶粒和脆性沉淀物尺寸有关的材料影响参数，并与其他研究者的结果进行了对比分析结果表明，本文提出的模型有更明确的物理意义，形核准则较好地反映了形核反应力与材料组织的对应关系。     

温度对结构钢材裂纹尖端张开位移(CTOD)的影响分析

裂纹尖端张开位移(CTOD)与钢材的弹性模量、屈服强度、几何条件和荷载大小等因素有关.结构钢材的相关力学指标随着温度发生变化,因此温度变化也会改变CTOD的数值.从含穿透缺口无限大受拉平板的Dugdale-Barrenblett模型(D-B模型)出发,推导出了温度对裂纹尖端张开位移影响规律的基本公式,并把分析进一步扩展到含跨中裂纹的三点弯曲试样.并对带跨中裂纹的三点弯曲试样进行了有限元分析和低温试验,其结果和公式进行了对比.结果表明,CTOD值随着温度降低而减小,温度对CTOD的影响程度与裂纹尖端的塑性发展程度有关.     

大块Al单晶裂尖前方无位错区的研究

加载后在大块 Al 单晶试样的Ⅰ型预制裂纹尖端出现无位错区。分析表明,此无位错区有三维结构特点,这一结论可用 Pseudo Kosel 照像法直接证实。提出一新的无位错区形成机制,并加以讨论。     

Fe—3%Si 单晶体裂纹尖端位错行为及氢效应的 TEM 动态观察~*

在透射电镜中对 Fe-3%Si 单晶体薄膜进行拉伸试验,观察了在受力状态下裂纹尖端的位错行为及固溶氢的影响。结果表明,在受力时裂尖会自动发射位错。位错一旦从裂尖发射,便很快离开裂纹尖端以反塞积群形式存在于塑性区中。在裂纹尖端与塑性区之间存在一无位错区(DFZ)。裂纹扩展包括裂尖发射位错的塑性过程以及 DFZ 解理的脆性过程。固溶的氢改变了裂纹尖端的位错分布,促进了位错从裂尖发射,致使 DFZ 的长度减小甚至消失。     

氢对裂尖释放位错临界应力强度因子K_e和无位错区DFZ的影响

理论计算得出:氢降低位错运动点阵阻力,使得裂尖释放位错临界应力强度因子降低;氢的存在使裂尖所释放的位错受到附加吸引力,缩短了 DFZ。TEM 原位拉伸实验表明(i)在氢气氛中,纯铁裂尖位错释放的临界应力强度因子降低。(ii)对 Fe-3%Si 单晶体,电解充氢后裂尖DFZ 消失。(iii)Fe-3%Si 多晶体预形变后充氢,裂尖存在 DFZ。实验结果证实了作者提出的理论模型。     

连铸10CrNi3MoV钢裂纹尖端张开位移(CTOD)试验研究

对电炉模铸及不同批转炉连铸 10CrNi3MoV钢进行了CTOD试验研究 ,并探讨了CTOD特征值与钢板中心偏析关系。结果表明 ,模铸钢板抵抗裂纹早期扩展的能力高于连铸板 ,但连铸板抵抗裂纹失稳扩展能力并不低于模铸板 ;钢板中心偏析使CTOD特征值降低 ;控制碳含量在较低水平 ,或碳含量达上限 (0 .11%C)时采取减轻偏析的有效措施 ,可使连铸 10CrNi3MoV钢具有较高的断裂韧性     

疲劳裂纹扩展中裂纹尖端应变变化的详细考察

传统的ASTM2%偏差法和卸载弹性法是以柔度轨迹的线性区段确定开闭口载荷(Pop和Pcl),往往因人工误差导致结果相差很大.本文注重裂纹尖端塑性变形带给柔度变化的物理意义,描述了一个载荷循环下柔度变化与裂纹开闭口以及弹塑性行为的关系.采用自行开发的高精度局部柔度测量法,针对结构钢进行了疲劳试验,记录了裂纹尖端应变与载荷关系的系列迟滞回线,并以微分法定量求出迟滞回线上的特征载荷.根据试验考察结果,分析了文献中几种疲劳裂纹扩展参量的关系.结果表明,ΔKRPG比ΔKcl和ΔKop更适合作为裂纹扩展驱动力参量.     

II型III型动态裂纹尖端断裂过程区近似评估方法

动态裂纹尖端断裂过程区轮廓的确定问题仍然是一个没有得到完全解决的问题。基于弹性动力学的理论和复应力函数方法,提出一种伪应力函数方法,用于近似评估动态裂纹尖端应力场。通过与已知应力场计算结果对比,验证了伪应力函数的正确性。利用此近似方法通过Von Mises强度准则和Tresca强度准则,分别确定了不同强度准则条件下、不同裂纹扩展速度下断裂过程区的轮廓。计算结果表明:II型和III型动态裂纹尖端断裂过程区关于裂纹面对称分布,随着裂纹扩展速度增大而增大。当裂纹传播速度接近瑞利波速时,断裂过程区变化加剧。利用Tresca强度准则计算得到的动态裂纹尖端断裂过程区面积比利用Von Mises强度准则计算得到的断裂过程区的面积大。     

Ⅱ型Ⅲ型动态裂纹尖端断裂过程区近似评估方法

动态裂纹尖端断裂过程区轮廓的确定问题仍然是一个没有得到完全解决的问题。基于弹性动力学的理论和复应力函数方法,提出一种伪应力函数方法,用于近似评估动态裂纹尖端应力场。通过与已知应力场计算结果对比,验证了伪应力函数的正确性。利用此近似方法通过Von Mises强度准则和Tresca强度准则,分别确定了不同强度准则条件下、不同裂纹扩展速度下断裂过程区的轮廓。计算结果表明:II型和III型动态裂纹尖端断裂过程区关于裂纹面对称分布,随着裂纹扩展速度增大而增大。当裂纹传播速度接近瑞利波速时,断裂过程区变化加剧。利用Tresca强度准则计算得到的动态裂纹尖端断裂过程区面积比利用Von Mises强度准则计算得到的断裂过程区的面积大。     

裂纹深度及尖端曲率对尖角裂纹周围应力场的影响

对于尖角裂纹,裂纹深度和裂纹尖端曲率对于裂纹附近应力场的影响有可能要大于裂纹张开角度的影响。根据弹性断裂理论和复变函数理论建立了一个计算模型,利用保角映射方法解决了尖角裂纹的边界条件问题,得到了具有不同深度和尖端曲率的裂纹周围应力分布,并对此应力分布规律进行了分析。     

无位错区熔Si单晶中的微缺陷对正电子寿命的影响

正电子对固体中电子的密度和动量分布很敏感。研究正电子在固体中的湮没辐射谱,可以获得有关固体中缺陷态的电子结构的信息。目前用正电子谱学来研究半导体中的缺陷的工作主要是研究辐照诱生缺陷。无位错Si中的原生微缺陷对Si器件性能影响很大。用缀饰、X射线貌相及电子显微镜等常规方法观察,发现无位错Si中至少有三种微缺陷,即带状分布的A型及B型漩涡缺陷、非带状分布A型与B型缺陷(D缺陷)、以及更细微的第三种缺陷。但至今尚不能肯定的是:在热平衡条件下Si中,本征点缺陷,究竟是空位还是自间隙原子。对第三种缺陷,有人认为是空位团,而对空位团的性质则了解得非常少,因为它们还没有用电镜等方法直接观测到。文献一方面论证了第三种缺陷具有空位的某