搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

晶粒尺度对延性金属材料层裂损伤的影响

张凤国 周洪强

晶粒尺度对延性金属材料层裂损伤的影响

张凤国, 周洪强
PDF
导出引用
  • 微细观结构对材料动态损伤、破坏的影响是目前国内外力学领域的研究热点之一. 基于相关文献的实验结果, 通过理论分析, 给出了一个新的反映晶粒尺度效应的孔洞成核模型, 并将其耦合到延性金属材料层裂损伤模型中. 采用数值方法分析了晶粒尺度对高纯铜材料层裂损伤演化过程的影响. 计算结果显示: 随着材料平均晶粒尺度的增加, 自由面速度回跳点降低, 回跳后速度曲线的斜率增加; 损伤材料内部的孔洞数减少、平均孔洞尺寸增大.计算结果与相关文献所报道的实验 分析结果定性上符合较好. 该结果对于层裂损伤的深入研究具有一定的启发性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 11202034)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2013B0101013,2011B0101028)资助的课题.
    [1]

    Chen D N, Tan H, Yu Y, Wang H, Xie S, Liu G, Yin Z 2006 Int J. Impact Eng. 32 1752

    [2]

    Wang Y G, Chen D P, He H L, Wang L L, Jing F Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 4202 (in Chinese) [王永刚, 陈登平, 贺红亮, 王礼立, 经福谦 2006 物理学报 55 4202]

    [3]

    Qi M L, He H L, Yan S L 2007 Acta Phys. Sin. 56 5965 (in Chinese) [祁美兰, 贺红亮, 晏石林 2007 物理学报 56 5965]

    [4]

    Deng X L, Zhu W J, Song Z F, He H L, Jing F Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 4772 (in Chinese) [邓小良, 祝文军, 宋振飞, 贺红亮, 经福谦 2009 物理学报 58 4772]

    [5]

    Zhang F G, Zhou H Q, Zhang G C, Hong T 2011 Acta Phys. Sin. 60 074601 (in Chinese) [张凤国, 周洪强, 张广财, 洪滔 2011 物理学报 60 074601]

    [6]

    Wang Y G, He H L, Michel B, Toshimori S 2008 Acta Phys. Sin. 57 411 (in Chinese) [王永刚, 贺红亮, Boustie Michel, Sekine Toshimori 2008 物理学报 57 411]

    [7]

    Tekoglu C, Leblond J B, Pardoen T 2012 J. Mech. Phys. Solids 60 136

    [8]

    Gurson A L 1977 J. Eng. Mater. Technol. 99 2

    [9]

    Johnson J N 1981 J. Appl. Phys. 52 2812

    [10]

    Seaman L, Curran D, Shockey D 1976 J. Appl. Phys. 47 4814

    [11]

    Jacques N, Czarnota C, Mercier S, Molinari A 2010 Int. J. Fract. 162 159

    [12]

    Bai Y L, Ke F J, Xia M F 1991 Acta Mech. Sin. 7 59

    [13]

    Chen X, Asay J R, Dwivedi S K, Field D P 2006 J. Appl. Phys. 99 023528

    [14]

    Meyers M A, Aimone C T 1983 Prog. Mater. Sci. 28 1

    [15]

    Minich R W, Cazamias J U, Kumar M, Schwartz A J 2004 Metall. Mater. Trans. A 35A 2663

    [16]

    Jacobi S, Zaretsky E, Shvart D 2000 J. Phys. IV France 10 Pr9-805

    [17]

    Trivedi P B, Asay J R, Gupta Y M 2007 J. Appl. Phys. 102 083513

    [18]

    Escobedo J P, Dennis-Koller D, Cerreta E K, Patterson B M, Bronkhorst C A, Hansen B L, Tonks D, Lebensohn R A 2011 J. Appl. Phys. 110 033513

    [19]

    Lebensohn R A, Idiart M I, Castaneda P, Vincent P G 2011 Philos. Mag. 91 3038

    [20]

    Zhang F G, Zhou H Q, Hu J, Shao J L, Zhang G C, Hong T, He B 2012 Chin. Phys. B 21 094601

    [21]

    Molinari A, Wright T W 2005 J. Mech. Phys. Solids 53 1476

  • [1]

    Chen D N, Tan H, Yu Y, Wang H, Xie S, Liu G, Yin Z 2006 Int J. Impact Eng. 32 1752

    [2]

    Wang Y G, Chen D P, He H L, Wang L L, Jing F Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 4202 (in Chinese) [王永刚, 陈登平, 贺红亮, 王礼立, 经福谦 2006 物理学报 55 4202]

    [3]

    Qi M L, He H L, Yan S L 2007 Acta Phys. Sin. 56 5965 (in Chinese) [祁美兰, 贺红亮, 晏石林 2007 物理学报 56 5965]

    [4]

    Deng X L, Zhu W J, Song Z F, He H L, Jing F Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 4772 (in Chinese) [邓小良, 祝文军, 宋振飞, 贺红亮, 经福谦 2009 物理学报 58 4772]

    [5]

    Zhang F G, Zhou H Q, Zhang G C, Hong T 2011 Acta Phys. Sin. 60 074601 (in Chinese) [张凤国, 周洪强, 张广财, 洪滔 2011 物理学报 60 074601]

    [6]

    Wang Y G, He H L, Michel B, Toshimori S 2008 Acta Phys. Sin. 57 411 (in Chinese) [王永刚, 贺红亮, Boustie Michel, Sekine Toshimori 2008 物理学报 57 411]

    [7]

    Tekoglu C, Leblond J B, Pardoen T 2012 J. Mech. Phys. Solids 60 136

    [8]

    Gurson A L 1977 J. Eng. Mater. Technol. 99 2

    [9]

    Johnson J N 1981 J. Appl. Phys. 52 2812

    [10]

    Seaman L, Curran D, Shockey D 1976 J. Appl. Phys. 47 4814

    [11]

    Jacques N, Czarnota C, Mercier S, Molinari A 2010 Int. J. Fract. 162 159

    [12]

    Bai Y L, Ke F J, Xia M F 1991 Acta Mech. Sin. 7 59

    [13]

    Chen X, Asay J R, Dwivedi S K, Field D P 2006 J. Appl. Phys. 99 023528

    [14]

    Meyers M A, Aimone C T 1983 Prog. Mater. Sci. 28 1

    [15]

    Minich R W, Cazamias J U, Kumar M, Schwartz A J 2004 Metall. Mater. Trans. A 35A 2663

    [16]

    Jacobi S, Zaretsky E, Shvart D 2000 J. Phys. IV France 10 Pr9-805

    [17]

    Trivedi P B, Asay J R, Gupta Y M 2007 J. Appl. Phys. 102 083513

    [18]

    Escobedo J P, Dennis-Koller D, Cerreta E K, Patterson B M, Bronkhorst C A, Hansen B L, Tonks D, Lebensohn R A 2011 J. Appl. Phys. 110 033513

    [19]

    Lebensohn R A, Idiart M I, Castaneda P, Vincent P G 2011 Philos. Mag. 91 3038

    [20]

    Zhang F G, Zhou H Q, Hu J, Shao J L, Zhang G C, Hong T, He B 2012 Chin. Phys. B 21 094601

    [21]

    Molinari A, Wright T W 2005 J. Mech. Phys. Solids 53 1476

  • [1] 朱琪, 王升涛, 赵福祺, 潘昊. 层错四面体对单晶铜层裂行为影响的分子动力学研究. 物理学报, 2020, 69(3): 036201. doi: 10.7498/aps.69.20191425
    [2] 裴晓阳, 彭辉, 贺红亮, 李平. 延性金属层裂自由面速度曲线物理涵义解读. 物理学报, 2015, 64(3): 034601. doi: 10.7498/aps.64.034601
    [3] 陈永涛, 唐小军, 李庆忠. Fe基α相合金的冲击相变及其对层裂行为的影响研究. 物理学报, 2011, 60(4): 046401. doi: 10.7498/aps.60.046401
    [4] 席涛, 范伟, 储根柏, 税敏, 何卫华, 赵永强, 辛建婷, 谷渝秋. 超高应变率载荷下铜材料层裂特性研究. 物理学报, 2017, 66(4): 040202. doi: 10.7498/aps.66.040202
    [5] 邵建立, 王裴, 何安民, 秦承森. 冲击诱导金属铝表面微射流现象的微观模拟. 物理学报, 2012, 61(18): 184701. doi: 10.7498/aps.61.184701
    [6] 彭辉, 李平, 裴晓阳, 贺红亮, 程和平, 祁美兰. 平面冲击下铜的拉伸应变率相关特性研究. 物理学报, 2014, 63(19): 196202. doi: 10.7498/aps.63.196202
    [7] 蒋国平, 浣石, 郝洪, 杜永峰, 焦楚杰. 钢纤维高强混凝土材料的气体炮试验研究. 物理学报, 2013, 62(1): 016201. doi: 10.7498/aps.62.016201
    [8] 王永刚, 贺红亮, M. Boustie, T. Sekine. 强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究. 物理学报, 2008, 57(1): 411-415. doi: 10.7498/aps.57.411
    [9] 王永刚, 胡剑东, 祁美兰, 贺红亮. 基于单孔洞近似的高纯铝部分层裂实验的数值模拟研究. 物理学报, 2011, 60(12): 126201. doi: 10.7498/aps.60.126201
    [10] 张 航, 郭蕴博, 陈 骁, 王 端, 程鹏俊. 颗粒物质在冲击作用下的堆积分布. 物理学报, 2007, 56(4): 2030-2036. doi: 10.7498/aps.56.2030
    [11] 郭加宏, 戴世强, 代钦. 液滴冲击液膜过程实验研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2601-2609. doi: 10.7498/aps.59.2601
    [12] 王军国, 刘福生, 李永宏, 张明建, 张宁超, 薛学东. 在石英界面处液态水的冲击结构相变. 物理学报, 2012, 61(19): 196201. doi: 10.7498/aps.61.196201
    [13] 蒋国平, 郝洪, 曾春航, 郝逸飞, 吴如军, 刘纪超. 冲击作用下的摩擦力效应实验研究. 物理学报, 2013, 62(11): 116203. doi: 10.7498/aps.62.116203
    [14] 王裴, 邵建立, 秦承森. 沟槽角度对金属表面微射流性质的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 234701. doi: 10.7498/aps.61.234701
    [15] 邵建立, 王裴, 何安民, 秦承森, 辛建婷, 谷渝秋. 三角波加载下金属铝动态破坏现象的微观模拟. 物理学报, 2013, 62(7): 076201. doi: 10.7498/aps.62.076201
    [16] 马通, 谢红献. 单晶铁沿[101]晶向冲击过程中面心立方相的形成机制. 物理学报, 2020, 69(13): 130202. doi: 10.7498/aps.69.20191877
    [17] 李永宏, 刘福生, 程小理, 张明建, 薛学东. 冲击加载条件下融石英对水的凝固相变的诱导效应. 物理学报, 2011, 60(12): 126202. doi: 10.7498/aps.60.126202
    [18] 罗 晋, 祝文军, 林理彬, 贺红亮, 经福谦. 单晶铜在动态加载下空洞增长的分子动力学研究. 物理学报, 2005, 54(6): 2791-2798. doi: 10.7498/aps.54.2791
    [19] 李永宏, 刘福生, 马海云, 程小理, 马小娟, 孙燕云, 张明建, 薛学东. 动态荷载下石英玻璃的透光性及损伤演化研究. 物理学报, 2010, 59(3): 2104-2108. doi: 10.7498/aps.59.2104
    [20] 毛杰健, 杨建荣, 李超英. 非均匀量子等离子体中的非线性波. 物理学报, 2012, 61(2): 020206. doi: 10.7498/aps.61.020206
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1297
  • PDF下载量:  561
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-02
  • 修回日期:  2013-05-17
  • 刊出日期:  2013-08-05

晶粒尺度对延性金属材料层裂损伤的影响

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 11202034)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2013B0101013,2011B0101028)资助的课题.

摘要: 微细观结构对材料动态损伤、破坏的影响是目前国内外力学领域的研究热点之一. 基于相关文献的实验结果, 通过理论分析, 给出了一个新的反映晶粒尺度效应的孔洞成核模型, 并将其耦合到延性金属材料层裂损伤模型中. 采用数值方法分析了晶粒尺度对高纯铜材料层裂损伤演化过程的影响. 计算结果显示: 随着材料平均晶粒尺度的增加, 自由面速度回跳点降低, 回跳后速度曲线的斜率增加; 损伤材料内部的孔洞数减少、平均孔洞尺寸增大.计算结果与相关文献所报道的实验 分析结果定性上符合较好. 该结果对于层裂损伤的深入研究具有一定的启发性.

English Abstract

参考文献 (21)

目录

    /

    返回文章
    返回