导读:本文包含了位错动力学模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:微柱压缩,离散位错动力学,位错密度梯度,塑性变形
位错动力学模拟论文文献综述
熊健,魏德安,陆宋江,阚前华,康国政[1]（2019）在《位错密度梯度结构Cu单晶微柱压缩的叁维离散位错动力学模拟》一文中研究指出采用离散位错动力学模拟了位错密度梯度结构Cu单晶微柱的压缩过程,分析了加载方向垂直于位错密度梯度方向和平行于位错密度梯度方向对微柱压缩各向异性响应的影响。压缩应力-应变响应结果表明:加载方向平行于位错密度梯度方向时,弹-塑性转变的临界应力更高,但应变较大时的塑性流动应力不受加载方向的影响。进一步分析塑性应变和位错密度的空间分布和时间演化表明:当加载方向垂直于位错密度梯度方向时,位错密度最低区的位错源首先激活,随后位错密度更高区的位错源激活,整个变形过程伴随多个滑移带产生,整体模型的变形更加均匀;当加载方向平行于位错密度梯度方向时,位错源的开动首先在模型的中间层发生,然后向两端扩展,整个模型的塑性变形主要集中在一个滑移带。(本文来源于《金属学报》期刊2019年11期）
黄敏生,黄嵩,梁爽,李振环[2]（2019）在《离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用》一文中研究指出晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)迭加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.(本文来源于《科学通报》期刊2019年18期）
梁爽,黄敏生,李振环[3]（2018）在《裂尖韧脆转变行为的离散位错动力学——扩展有限元耦合算法及模拟》一文中研究指出裂尖区域的韧脆转变主导了材料的断裂行为,材料中裂纹扩展的韧脆形式取决于多种因素且相应机理比较复杂,为了准确理解材料断裂行为的物理机理,增进对裂尖区域韧脆转变过程的认识是十分必要的。因其可以有效的追踪晶体中离散分布的位错的动态演化过程,离散位错动力学成为在亚微米尺度下描述材料塑性变形及其物理机制的一种有效工具。然而目前现有的离散位错算法在处理位错与裂纹,位错与微观表界面相互作用的模拟上具有一定的局限性。基于以上考虑,本文开发了基于扩展有限元的离散位错动力学算法,同时融入了基于Rice-Thomson模型的位错发射模型和法向内聚力本构模型来分别模拟裂纹尖端的动态位错发射及I型内聚力裂纹的扩展。研究了裂纹尖端的多位错发射对单晶韧性断裂过程中裂纹尖端韧脆转变行为的影响,及发射位错的局部场与裂尖场相互作用的内在物理机制。相关的算法验证及计算模拟结果表明:(1)本文提出的基于扩展有限元的离散位错算法可以在一个统一的框架中直接求解包含复杂表/界面的离散位错相关的边值问题,并可以直接获取位错在复杂微结构局部产生的相关应力场分布,且计算结果具有令人满意的精度;(2)裂尖发射的位错会在裂纹尖端产生一个局部应力场,该局部应力场的作用效果不仅可以屏蔽裂纹的扩展还会抑制裂尖后续的位错发射。位错演化过程中以上两种屏蔽效果间的竞争导致了裂纹尖端区域内位错发射和裂纹解理扩展的交替发生。因此对裂纹扩展过程中的韧脆转变行为起着至关重要的作用;(3)位错障碍等影响裂尖附近位错运动性能的因素会影响裂纹尖端区域内的位错发射--裂纹扩展复合过程从而改变裂尖韧脆转变行为。本文的离散位错模拟结果与先前的分子动力学模拟具有良好的一致性。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
熊健,张旭[4]（2018）在《位错密度梯度结构单晶铜的离散位错动力学模拟》一文中研究指出本研究是通过使用离散位错动力学(DDD)对微尺度下的单晶铜中位错密度呈梯度分布的不同的位错结构的分析来研究位错密度的梯度对宏观材料性能的影响。分别模拟了无位错密度梯度、低位错密度梯度、高位错密度梯度叁种构型在相同的边界条件及加载方式下的应力-应变响应、位错密度演化过程及滑移面的特征。通过分析应力-应变曲线和滑移面特征,可以得出以下结论:当平均位错密度近似相同时,几种模型的极限强度相似,而高位错密度梯度的模型进入塑性硬化。最早阶段,有较长的塑性硬化阶段。我们还发现,位错密度梯度结构的位错运动首先发生在位错密度最低的层中,然后逐层发生。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
陆宋江,张波,李翔宇,赵君文,范海冬[5]（2018）在《双晶纳米压痕力学行为的多尺度位错动力学模拟研究》一文中研究指出纳米压痕是研究材料在微纳米尺度下力学特征的有效手段。目前,纳米压痕中晶界对压痕响应的影响尚未有统一的认识,有待从微结构演化和位错机制进一步研究。本文采用离散位错动力学与有限元耦合的叁维多尺度位错动力学框架研究铝双晶纳米压痕中的晶界效应。在多尺度框架中引入了可穿透的晶界模型,可物理地考虑位错与晶界的交互作用,该晶界模型包含位错穿透晶界和晶界残余位错发射两种机制。模拟结果再现了双晶纳米压痕实验中观测到的两次典型pop-in现象(压头载荷-压深曲线的位移突跳现象),其中初始pop-in与位错的第一次开动和增殖有关,而位错穿透晶界会导致晶界pop-in现象。此外,通过改变压头到晶界之间的距离,研究了晶界对硬度的影响。结果表明硬度随压头到晶界距离的减小而增大,这种压痕尺寸效应与分布在压头尖端和晶界之间的几何必须位错有关。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
黄敏生,黄嵩,李振环[6]（2018）在《不同温度下单晶镍基高温合金微柱力学行为的实验和位错动力学模拟》一文中研究指出单晶镍基高温合金应用于航空发动机涡轮叶片当中,服役温度可高达850至1100℃,其力学行为具有显着的温度和微结构相关性。本文采用FIB加工了[001]、[011]和[111]叁个方向的单晶镍基高温合金微柱,并在20℃、150℃、300℃叁个温度下进行了压缩测试和SEM观察。结果表明:对于[001]和[011]晶向,镍基高温合金通过八面体单滑移产生塑性变形,应变突跳非常明显;随着温度升高,灾难性破坏显着提前。对于[111]晶向,变形模式由单滑移转为如图1所示多滑移;随着温度的升高,变形模式由八面体滑移转为立方滑移;该晶向下宏观立方滑移由微观的zig-zag八面体滑移组成,与位错的热激活交滑移密切相关。可见,镍基高温合金晶体塑性本构中是否需要引入立方滑移值得商榷。由于[111]晶向独特的细观变形模式,图2所示应力—应变曲线中应变突跳显着降低,且未观察到最终的灾难性破坏。针对以上现象,本文在位错动力学软件中引入了位错—相界交互作用、热激活攀移和交滑移机制,在此基础上对不同晶向微柱的压缩行为进行了模拟,获得了相应的位错结构和位错密度演化信息,这为进一步基于位错机制的晶体塑性本构模型的建立奠定了基础。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
王帆,李德昌,季葆华[7]（2018）在《分子动力学模拟层状仿生复合材料位错运动行为研究》一文中研究指出目的生物材料、纳米孪晶材料和多层金属等层状复合材料在强度和韧性方面能够达到很好的平衡,这一点很大程度上依赖于硬组分之间通过软组分发生的大的剪切变形而发生的相对滑动。研究组份材料的种类及结构特征对复合材料变形行为的影响机理对仿生层状复合材料的优化设计至关重要。方法 采用分子动力学方法,用二维叁角形原子晶格对层状晶体材料进行粗粒化模拟,研究该层状复合材料的变形、破坏行为。根据系统中位错的相互作用能确定位错的稳定分布构型。结果 组份材料的刚度比或厚度比较,层状复合材料内产生平动型位错,材料表(本文来源于《第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编》期刊2018-08-17）
吕振亚,方海生[8]（2018）在《位错和层错对氮化镓热导率影响的分子动力学模拟》一文中研究指出本文利用非平衡分子动力学方法研究了位错和堆垛层错对氮化镓晶体热导率的影响。研究结果表明氮化镓中刃型位错的存在不仅对垂直位错线方向的热量传输有影响,也对平行于位错线方向有较大影响。本文利用非平衡分子动力学方法对氮化镓晶体中小角度晶界、晶界c面(0001)堆垛层错以及a面(1210)面堆垛层错结构的界面热阻进行了计算,并且研究了氮化镓晶体中c面堆垛层错的界面热阻的变化规律。研究结果表明氮化镓晶体中c面堆垛层错的界面热阻随着层错厚度的增加而增大,随着体系长度的增大而减小。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2018年05期）
高云[9]（2017）在《面心立方金属中小角度晶界与位错交互作用机理的分子动力学模拟研究》一文中研究指出晶界对多晶金属材料的韧性、强度、脆性和综合力学性能有着重要影响。近年来,位错-晶界交互作用及晶界迁移行为引发了广泛的研究兴趣。位错-晶界交互作用在原子尺度上决定了材料的屈服行为和硬化行为;晶界迁移是多晶体材料再结晶和晶粒长大等过程中决定微观组织演化的重要过程,也与位错-晶界交互作用密切相关。小角度晶界不仅在传统材料的回复和再结晶过程中起着关键作用,最近的研究还发现它们可以稳定材料的纳米结构,从而有效的提高材料的强度。由于晶界结构的复杂性和实验条件的限制,现有实验并不能充分获取关于晶界力学行为的全部原子尺度信息。相比之下,计算机模拟是揭示晶界微观行为的一种有效手段。本文的主要内容是利用分子动力学方法,系统研究面心立方(fcc)金属中由Lomer位错(晶界位错)所构成的<1 1 0>倾斜对称小角度晶界与晶格位错之间的交互作用及该类晶界发生迁移的机制。在这些研究之前,为了理解晶界本身的特性并验证势函数的可靠性,我们首先计算了<1 1 0>倾斜晶界的晶界能以及fcc金属Ni和Al的层错能。此外,为比较不同类型晶界与位错的交互作用,还选择了{1 1 1}扭转小角度晶界进行研究。论文的主要研究内容和结果如下:(1)在金属Ni中,当位错与<1 1 0>对称小角度晶界发生交互作用时,所诱发的反应和位错贯穿晶界的能力,取决于晶格位错类型、Lomer晶界位错的间距和具体的反应位置。如果晶界倾斜角度较小,相邻晶界位错之间存在一个特定宽度的区域,晶格位错可以穿过晶界而不与晶界位错发生直接的位错反应。我们称该区域为自由穿梭区域,而自由穿梭区之外的区域则称为反应区域。在反应区域内,可发生一系列位错反应,包括形成不可动Hirth位错锁或束缚在晶界附近的可动位错,以及位错间接地贯穿晶界过程。反应区域的宽度依赖于晶格位错的类型,对特定的晶界倾斜角,与螺型位错对应的反应区域宽度一般小于60°位错所对应的反应区域宽度。(2)在金属Ni中,当位错与{1 1 1}扭转小角度晶界发生交互作用时,螺型位错可以被扭转晶界完全吸收,而60°位错会被晶界位错网格钉扎,并在其与晶界位错交割点处形成不可动位错结,且钉扎点处会发生明显应力集中。减小晶界扭转角度或升高温度,会降低位错穿越晶界所需施加的临界应力。与倾斜晶界不同,晶格位错入射位置不会对反应过程有显着的影响。(3)针对高层错能金属Al,我们利用分子动力学模拟和微动弹性带方法,研究了<1 1 0>对称小角度晶界的迁移过程。对倾斜角为2.6°至16.1°的晶界,得到了临界迁移应力和迁移能垒。基于经典位错理论,提出了可用于描述小于10°的小角度晶界迁移的晶界位错扭折对(kink-pair)形核机理。同时,我们还发现,增加倾斜角度,扭折对形核机理会演变为晶界位错环(dislocation loop)形核机理。本论文对Lomer类型小角度晶界开展了系统的原子尺度模拟研究,揭示了fcc金属中位错与小角度晶界交互作用的微观机理,深化了人们对晶界迁移过程的理论认知。本研究对理解不同类型的小角度晶界及其它金属体系的相关力学行为,也提供了可供借鉴的研究思路。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-11-01）
范海冬,Jaafar,El-Awady[10]（2016）在《纯镁中位错滑移与孪晶变形的位错动力学模拟》一文中研究指出在金属材料中,位错滑移与孪晶变形是两种重要的塑性变形方式。在镁及镁合金中,孪晶变形十分常见,因此滑移与孪晶的交互作用对材料宏观力学性能的影响非常显着。作者在本文中针对纯镁中位错与拉伸孪晶界提出了一个全面的相互作用准则,并且引入到了叁维位错动力学方法中。此外,针对多晶体,作者也引入了一个与实验结果相吻合的晶界模型来模拟晶界的强化效果。通过此软件,作者对以下内容进行了详细的模拟与分析:(1)多晶体中孪晶变形对材料强化行为的影响(Fan,Acta Mater,2015);(2)多晶体的晶粒尺寸效应及其与晶体取向的相关性(Fan,ScriptaMater,2015);(3)单晶微柱的c轴压缩与基面滑移变形(Aitken,Fan,JMPS,2015(本文来源于《第十八届全国疲劳与断裂学术会议论文摘要集》期刊2016-04-15）
位错动力学模拟论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)迭加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
位错动力学模拟论文参考文献
[1].熊健,魏德安,陆宋江,阚前华,康国政.位错密度梯度结构Cu单晶微柱压缩的叁维离散位错动力学模拟[J].金属学报.2019
[2].黄敏生,黄嵩,梁爽,李振环.离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用[J].科学通报.2019
[3].梁爽,黄敏生,李振环.裂尖韧脆转变行为的离散位错动力学——扩展有限元耦合算法及模拟[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[4].熊健,张旭.位错密度梯度结构单晶铜的离散位错动力学模拟[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[5].陆宋江,张波,李翔宇,赵君文,范海冬.双晶纳米压痕力学行为的多尺度位错动力学模拟研究[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[6].黄敏生,黄嵩,李振环.不同温度下单晶镍基高温合金微柱力学行为的实验和位错动力学模拟[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[7].王帆,李德昌,季葆华.分子动力学模拟层状仿生复合材料位错运动行为研究[C].第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编.2018
[8].吕振亚,方海生.位错和层错对氮化镓热导率影响的分子动力学模拟[J].工程热物理学报.2018
[9].高云.面心立方金属中小角度晶界与位错交互作用机理的分子动力学模拟研究[D].上海交通大学.2017
[10].范海冬,Jaafar,El-Awady.纯镁中位错滑移与孪晶变形的位错动力学模拟[C].第十八届全国疲劳与断裂学术会议论文摘要集.2016