徑向Somigliana攀移型位錯(cuò)環(huán)的研究及其在壓痕斷裂中的應(yīng)用.pdf

1、材料中的位錯(cuò)和位錯(cuò)環(huán)對(duì)材料的機(jī)械性能，如形變、疲勞、斷裂等性能均有重要影響。在微米量級(jí)的結(jié)構(gòu)尺寸限制下，材料的機(jī)械性能與體塊結(jié)構(gòu)情形下有所不同，表現(xiàn)在變形、破壞的機(jī)理與模式都發(fā)生變化，如處理基于幾何必需位錯(cuò)發(fā)生機(jī)制的尺度效應(yīng)、薄膜基地的失配模式等問題，傳統(tǒng)力學(xué)分析的唯象方法已不再適用，這些問題都要求對(duì)物理奇異性，如位錯(cuò)，有更深入的研究與認(rèn)識(shí)。
　　本課題來源于壓劃痕試驗(yàn)中的韌度研究。首先求解Somigliana徑向攀移型位錯(cuò)環(huán)的解

2、，并比較形成Somigliana攀移型位錯(cuò)環(huán)已有的幾種操作方式，澄清位錯(cuò)解與切割面選取之間的關(guān)系，獲得Somigliana攀移型位錯(cuò)環(huán)的更具一般性的物理圖象，并在此基礎(chǔ)上，考慮單個(gè)位錯(cuò)環(huán)與界面的相互作用，用位錯(cuò)塞積模式定義壓劃痕試驗(yàn)中常見的表面初始開裂，獲得斷裂問題的解。
　　主要內(nèi)容為：
　　(1)施加徑向切割錯(cuò)動(dòng)邊界條件定義Somigliana位錯(cuò)，使用Hankel變換獲得問題的精確解，比較Korsunsky的軸向滑移型

3、Somigliana位錯(cuò)環(huán)的解。
　　(2)使用精確解，引入不同的材料界面，求解單個(gè)攀移型Somigliana位錯(cuò)環(huán)與界面的相互作用，獲得相應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)。
　　(3)利用Somigliana位錯(cuò)環(huán)數(shù)值模擬壓痕試驗(yàn)中的初始淺表裂紋，給出斷裂力學(xué)模型，解釋淺表裂紋的發(fā)生機(jī)理及相應(yīng)尺度范圍，并與試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行比較。
　　本課題的結(jié)論一方面統(tǒng)一了兩類奇異性的表征，使得Somigliana位錯(cuò)環(huán)更具一般意義；另一方面，這些結(jié)論為處理