导读:本文包含了离散位错动力学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
离散位错动力学论文文献综述
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）
周可可,刘娟,章海明,崔振山,金浩[3]（2018）在《基于二维离散位错动力学的颗粒强化机制建模》一文中研究指出基于二维离散位错动力学方法,以含有L12型长程有序γ'沉淀相的镍基合金为研究对象,根据材料实际的晶体结构建立了相应的模型。研究了颗粒体积分数与平均半径对金属及合金强度的影响,实现了材料临界分切应力的预测。为了使有限元模型与实际Ostwald熟化晶体中的颗粒分布更为接近,模型考虑了颗粒的LSW分布规律。此模型中颗粒简化为球形,其在叁维空间中的体积分数分别为5. 5%、8%和10. 5%,平均半径分别为16b、25b和36b (b为位错的柏氏矢量大小),位错与颗粒之间的交互作用基于位错切过机制。结果表明,欠时效状态下γ'沉淀相的体积分数或平均半径的增大都会导致镍基合金的临界分切应力增大。临界分切应力一定程度上体现了材料强度,临界分切应力越大,材料强度越高,因此可以通过增大颗粒体积分数和平均半径提高材料强度。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2018年06期）
梁爽,黄敏生,李振环[4]（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[5]（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）
王健,李振环[6]（2018）在《空位-位错耦合的离散位错动力学模型与多晶高温力学行为研究》一文中研究指出本文通过将位错运动和空位扩散相耦合,发展了一套二维离散连续模型,并基于该模型研究了高温下多晶的尺度相关力学行为。在该模型中,位错滑移和攀移都与空位扩散耦合但处理的方式不同:位错滑移机制与位错线上的割阶密度有关,密度大时位错滑移遵循线性拖拽定律,密度小时位错滑移由热激活概率控制;位错攀移速率则通过求解空位扩散方程得到。位错运动产生的塑性应变作为本征应变分配到有限元模型中,而通过连续有限元计算,获得驱动离散位错运动和空位扩散的应力场,实现了有限元模型,位错运动模型和空位扩散模型的相互耦合。计算结果表明,如果不考虑攀移,位错的割阶会对位错的运动产生阻碍作用,从而提高了多晶材料的强度,并且呈现出明显的温度相关性,即,随着温度升高,位错滑移的机制也会随之改变。引入位错攀移之后,多晶材料的强度和硬化率都明显降低,并且对加载率十分敏感,加载率越低,材料强度越低。此外,本文还基于该模型研究了多晶材料的尺度效应,结果表明,位错攀移会减弱多晶的尺度效应。(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）
梁爽[7]（2018）在《晶体材料介观损伤及断裂行为的离散位错动力学研究》一文中研究指出材料损伤与破坏的物理机理一直是固体力学的核心问题之一。材料的宏观损伤与破坏行为源于介观尺度的变形及损伤演化。在介观尺度下,材料的变形及损伤行为与材料中离散位错与晶界、空洞、微裂纹等缺陷的相互作用密切相关。捕捉材料中离散位错与晶界、空洞、微裂纹等缺陷的相互作用过程,对揭示材料损伤与破坏的物理机理具有重要的理论意义。为此,需要发展介观尺度下离散位错与晶界、空洞和微裂纹等缺陷相互作用的算法;在此基础上,对离散位错与晶界、空洞和微裂纹等的相互作用过程进行定量刻画。这些问题的研究属于固体力学与材料物理的交叉前沿,具有重要的学术意义和潜在的应用价值。通过追踪材料中离散位错的动态演化,离散位错动力学(DDD)可以模拟较大空间尺度和较长时间尺度的塑性力学问题,它已成为模拟介观尺度下材料塑性变形、损伤及断裂行为的有效手段。通过采用并扩展现有DDD方法,本文对介观尺度下材料的损伤及断裂行为进行了深入研究。本文的主要研究工作有:(1)通过离散位错动力学模拟,详细研究了I型钝裂纹与相邻微孔洞之间的相互作用,揭示了微孔洞长大机制及其尺寸效应。模拟结果表明:即便对于I型裂纹,也容易在裂纹和孔洞间形成连接裂纹尖端与孔洞表面的水平滑移带,进而促进孔洞的增长和裂纹的扩展,特别是当裂纹尖端和微孔洞表面之间的韧带距离不太长时,该机制更加显着;同时,存在一个临界孔洞半径,当位于裂纹端部的微孔洞的半径小于该临界尺寸时,该孔洞倾向于变为扁平。(2)通过引入Rice-Thomson裂尖位错发射模型和晶界穿透模型,发展了二维离散位错动力学计算模拟方法;在此基础上,对多晶中位错形核机制、晶界可穿透性及晶粒尺寸等对裂尖的屏蔽效应进行了详细的计算模拟。模拟结果表明:与F-R源位错形核机制(DNFR)相比,裂尖位错发射机制(DECT)对裂尖的屏蔽效应的影响更显着;位错对裂尖的屏蔽效应与晶粒尺寸、晶界可穿透性等密切相关,随着晶粒尺寸的增加,位错对裂尖的屏蔽增加,显示出强烈的晶粒尺寸效应,另一方面,随着晶界对位错阻碍作用的增加,位错对裂尖的屏蔽作用先增加,后到达顶点,最后下降,呈现出有趣的“山峰型”特征,这种“山峰型”特征随晶粒尺寸的增加逐渐减弱。(3)基于扩展有限元方法(XFEM),发展了一种模拟多位错演化的离散位错动力学耦合算法(XFEM-DDD)。与其它离散位错动力学算法相比,本文算法不仅能更好地处理复杂内、外边界以及位错滑移产生的位移不连续问题,而且还能很好地处理非均匀梯度网格问题,具有较高的计算精度和计算效率。(4)通过在XFEM-DDD中引入Rice-Thomson裂尖位错发射模型和粘聚力表面模型,实现了对单晶材料中裂尖位错发射、裂纹脱粘扩展的计算模拟,揭示了裂纹扩展中韧-脆竞争的内在物理机制。模拟结果表明:裂尖发射的位错会在裂纹尖端产生一个局部应力场,该局部应力场不仅可以屏蔽裂纹扩展而且会抑制裂尖发射后续的位错;在外加载荷下,这两种屏蔽效应的相互竞争,导致“裂尖位错发射”与“裂纹解理扩展”两种机制在裂纹尖端区域内交替发生。该算法成功地捕捉了裂尖过程区内的韧脆转变机制及其位错动力学细节,并与以前分子动力学模拟的结果具有良好的一致性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-11-01）
白清顺,胡超,白锦轩,郭辉,盆洪民[8]（2018）在《基于离散位错动力学的单晶铜构件拉伸特性研究》一文中研究指出为了研究微纳尺度构件拉伸中的位错演化行为,建立了2. 5D离散位错动力学模型,编写了单晶铜拉伸的离散位错动力学-有限元耦合仿真框架和程序。基于该模型,研究了单晶铜构件的单向拉伸特性,分析了单晶铜构件单向拉伸的特性曲线,获得了内部应力的分布规律。探究了单晶铜构件的厚度尺寸对拉伸特性的影响,获取了影响单晶铜单向拉伸性能的内在机理。研究结果表明,随着外载荷的增加,晶体内部逐渐形成位错网络,位错网络边界上位错吸收游离位错形成牢固的林位错组织,产生应力集中现象。通过比较不同厚度的单晶铜,认为较薄的单晶铜中位错更易被边界、林位错组织捕获,可动位错密度较低,使构件表现出更"硬"的力学特性。仿真研究表明仿真框架和程序可用于对单晶铜构件拉伸特性的评价。此外,还分析了单晶铜构件拉伸中表现出尺度效应的原因。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2018年05期）
郭祥如,孙朝阳,王春晖,钱凌云,刘凤仙[9]（2018）在《基于叁维离散位错动力学的fcc结构单晶压缩应变率效应研究》一文中研究指出基于位错理论建立了Ni单晶微柱压缩变形过程的叁维离散位错动力学模型,该模型考虑了晶体塑性变形过程中位错所受的外载荷、位错间相互作用力、位错线张力及自由表面镜像力的影响。应用该模型研究了Ni单晶微柱压缩变形过程中流动应力和变形机制的应变率效应,同时,结合理论分析研究了应变率对流动应力中有效应力、位错源激活应力和位错间弹性相互作用力的影响。结果表明:当应变率较低时,Ni单晶微柱压缩变形中位错源激活应力主导流动应力,位错源激活数量较少,初始位错密度对流动应力影响很小,呈现单滑移变形;随着应变率增加,晶体变形过程中的流动应力随之增加,流动应力中位错源激活应力所占比例逐渐减小,有效应力逐渐主导流动应力,同时激活多个滑移系内的位错源来协调塑性变形;应变率越高,各激活滑移系内的塑性应变贡献相差越小,单晶微柱变形逐渐由单滑移向多滑移机制转变;在高应变率条件下,晶体初始位错密度越高塑性变形过程中流动应力越小。(本文来源于《金属学报》期刊2018年09期）
郭辉[10]（2018）在《金刚石晶体的离散位错动力学仿真及裂纹演化研究》一文中研究指出在微细加工领域中,刀具与工件的尺度已经缩小到微纳米尺度,其材料的失效机理与宏观状态下相比不再相同,掌握其微纳米尺度下的失效机理是实现其设计和制造的重要基础。微米尺度下晶体内部缺陷、位错的运动和增殖对材料的力学行为有着不可忽略的影响。因此掌握金刚石晶体内部的位错及其演变规律对金刚石微刀具的设计及应用具有十分重要的意义。离散位错动力学以位错为基本计算单元,考虑晶体塑性变形的本质,能够有效地解释小尺度晶体的特殊力学行为。其与有限元构成的耦合仿真程序是揭示微纳米尺度下晶体力学特性,进行有效、高效仿真的重要工具。本文基于离散位错动力学理论框架和ABAQUS有限元软件的接触算法,使用MATLAB和Python语言建立了针对金刚石晶体的2.5D离散位错动力学-有限元耦合仿真程序。该程序可进行位错增殖、位错障碍阻塞、林位错和湮灭塞积等位错运动计算,自动进行前处理建立模型并与ABAQUS耦合计算边界载荷条件,改变每次仿真初始条件进行循环迭代耦合仿真计算,并在计算完成后进行后处理。使用自主开发的2.5D离散位错动力学-有限元耦合仿真程序对纳米压痕与刻划条件下金刚石晶体的位错演变规律进行了仿真研究,分析了纳米压痕与刻划作用下金刚石单晶体内部位错行为与应力分布之间的关系。并针对不同尺寸和预置不同裂纹的晶体模型仿真分析了纳米压痕作用下的晶体位错分布变化及对应力分布的影响,研究了预置裂纹对纳米刻划仿真结果的影响规律。针对CVD金刚石薄膜建立了相应的随机划分多晶模型,研究了纳米压痕和刻划作用下金刚石薄膜的位错演化规律及力学方面性能,分析了其位错分布的特点和对应力分布的影响及与单晶金刚石仿真结果的异同点。建立了不同晶粒尺度的金刚石薄膜模型,仿真研究了其对位错与应力分布的影响。最后,利用现有的实验条件针对单晶金刚石与CVD金刚石薄膜分别进行了纳米压痕与刻划实验研究,分析了实验中的力位移与深度等数据,并与仿真结果做了对比分析,研究了数据之间的差异。实验中实际观察与测量了纳米压痕与刻划的表面形貌,对与实验数据之间的差距进行了分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
离散位错动力学论文开题报告
（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。
离散位错动力学论文参考文献
[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].周可可,刘娟,章海明,崔振山,金浩.基于二维离散位错动力学的颗粒强化机制建模[J].塑性工程学报.2018
[4].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
[5].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
[6].王健,李振环.空位-位错耦合的离散位错动力学模型与多晶高温力学行为研究[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[7].梁爽.晶体材料介观损伤及断裂行为的离散位错动力学研究[D].华中科技大学.2018
[8].白清顺,胡超,白锦轩,郭辉,盆洪民.基于离散位错动力学的单晶铜构件拉伸特性研究[J].塑性工程学报.2018
[9].郭祥如,孙朝阳,王春晖,钱凌云,刘凤仙.基于叁维离散位错动力学的fcc结构单晶压缩应变率效应研究[J].金属学报.2018
[10].郭辉.金刚石晶体的离散位错动力学仿真及裂纹演化研究[D].哈尔滨工业大学.2018