铝熔体中夹杂物形状与取向对其电磁分离的影响

采用有限元方法，对电磁场作用下铝熔体中任意形状与取向夹杂的受力进行数值计算结果表明：不同形状与取向的夹杂均仅受到一个与熔体所受电磁力方向相反的斥力作用；电磁斥力的大小不仅与夹杂的形状有关，还受其取向的影响；当夹杂的形状奇异程度愈大时，取向对电磁斥力的影响也愈大；当夹杂在磁场方向的主轴长度较大，并且在电磁力方向的主轴长度较小时，夹杂所受电磁斥力不显著．

夹杂物形状对夹杂/基体界面应力应变分布的影响

夹杂物形状对粉末高温合金裂纹萌生具有明显影响,利用有限元模拟和弹性理论复变函数方法,研究了同一尺寸、位置下,不同夹杂物形状对应力应变分布的影响,结果表明,当夹杂物为椭圆形时,随着平行于加载方向椭圆半轴增加、垂直于加载方向椭圆半轴减小,夹杂物/基体界面处的正应力明显增大,最大塑性应变位置向加载方向转移,最大塑性应变值也增大;当夹杂物为存在几何角点的非椭圆形状时,在几何角点处存在应力奇异性,此时需要用应力强度系数表征角点附近的应力场强。

非均质材料与位错交互能的数值等效夹杂算法

工程结构中的夹杂物和位错会极大地影响材料的力学性能和服役寿命。以往的解析解主要关注特定形状(如圆形、椭圆形)夹杂物与位错之间的相互作用。当采用数值方法计算时,由于位错的奇异性,即使是商用有限元软件也会面临处理上的困难。该文基于数值等效夹杂算法并结合快速傅里叶变换,求解了无穷体内夹杂物与刃型位错的交互能,有效地规避了数值奇异性问题。相对误差的范数分析结果表明,在杂质附近所产生的应力扰动对最终结果具有较大影响。该文计算方法能够更加精确地确定应力扰动场,并显示出优越的数值收敛性和稳定性。在求解任意形状杂质与位错相互作用问题中,该文提供了一种便捷且有效的计算方案。