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金屬內沖擊波跨晶界傳播的應力分配機制初探
王軒; 黃生洪; 張永亮 中國科學技術大學材料力學行為與設計重點實驗室; 安徽合肥230026
關鍵詞：多晶金屬 沖擊波 晶界 面心立方 應力
摘要：沖擊波跨越晶界過程中的應力分配機制對于深入理解沖擊波與多晶金屬材料的相互作用現象和塑性機理有重要意義。為探明該機制,采用分子動力學,對4種面心立方(FCC)晶格金屬展開研究,細致統計分析了沖擊波在單晶金屬{100}晶面內隨晶向角變化的應力生成特征及沖擊波跨過單一晶界前后的應力狀態和大小關系。結果表明:(1)垂直和平行于沖擊波運動方向的應力分量隨晶向角呈現不同的變化特征,這種應力生成差異的根源來自晶格原子排列導致的受力差異和原子間作用力機制,而其生成差異的結果恰恰是不同晶向塑性差異的主要原因;(2)彈性沖擊波跨過單一晶界前后的應力狀態存在一定的分配轉換關系,由一個獨立的應力分配張量D確定,不同FCC晶格元素的D張量形式一致,系數差異小,具有一定的通用特征;(3)驗證表明,對于給定的FCC晶格金屬,D具有一致的可預測特性,反映了沖擊波與晶格相互作用的本質特征。
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