在外載荷下金屬材料內部微裂紋的演化.pdf

1、金屬中晶內、穿晶和沿晶微裂紋的萌生、擴張、連結是導致許多化工、電力、核能等工業(yè)中高溫、高壓構件失效的主要誘因，也是導致微電子器件中薄膜導線失效的關鍵因素之一。材料內微裂紋的演化規(guī)律是材料微結構演化研究中的熱點之一，具有重要的理論意義和工程應用價值。微裂紋的演化不但與材料本身密切相關而且和許多外界環(huán)境相關，例如電場、磁場、應力場等。本文則主要研究了應力場作用下金屬材料中微裂紋的演化規(guī)律。 首先，基于彈性理論和能量原理，從能量的角度

2、分析了外載荷作用下晶內微裂紋的演化規(guī)律,發(fā)展了二維晶內微裂紋演化失穩(wěn)臨界載荷的近似解析方法。 然后，建立外載荷作用下微裂紋演化模型。在Suo 等人發(fā)展的模擬微結構演化有限元方法基礎上，編制了能模擬表面能和應變能誘發(fā)下的表面擴散引起的微結構演化程序。 最后，數(shù)值模擬了材料內部晶內、穿晶和沿晶微裂紋在外載荷作用下的演化。 較詳細地分析了外載對三種典型微裂紋演化分叉的影響。對于晶內微裂紋將有限元計算結果和理論分析進行比