镁合金裂纹顶端塑性变形和失效机理的分子动力学模拟

实验表明镁合金在制造过程中不可避免的会出现缩孔和微裂纹两种微观缺陷,这两种微观缺陷对镁合金的力学性能有着重要影响.通过分子动力学方法在原子尺度下分别对带有缩孔和微裂纹镁合金的塑性变形过程进行了研究,原子间的相互作用由改进嵌入原子势来描述,观察到了hcp结构金属裂纹扩展及失效过程.计算结果表明:镁合金的裂纹扩展是一个复杂的过程,带缩孔型钝裂纹顶端镁合金的塑性变形和破坏机制为:裂尖钝化和沿hcp晶体结构滑移系的位错发射;带尖裂纹顶端镁合金的塑性变形和破坏机制为:主裂纹附近产生大量的副裂纹,副裂纹快速长大并最终与主裂纹联结,同时伴有沿滑移系的位错发射.

疲劳短裂纹扩展描述方法

提出了以裂纹顶端延伸位移幅度为驱动力参量的疲劳短裂纹扩展速率描述方法,在小变形情况下与Nisitani方程是一致的.以正火15MnVNq钢试验数据进行了验证,对疲劳短裂纹扩展速率描述结果表明,该方法是合理有效的.

金属塑性断裂的微观模型

本文从钝裂纹顶端的应力分布及塑性断裂的物理图象出发,指出从裂纹顶端到σ(y■)沿 X 轴分布最大值处距离ξ,是一种新的过程区概念,建立了 K_(IC)与ξ的关系,并得到了验证。