球形壓頭與單晶鋁材料納米接觸過程的多尺度分析

編號：NMJS03871

篇名：球形壓頭與單晶鋁材料納米接觸過程的多尺度分析

作者：楊曉京； 方聰聰；

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)法； 球形壓頭； 單晶鋁材料； 位錯；

機(jī)構(gòu)： 昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院； 昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院；

摘要： 采用準(zhǔn)連續(xù)介質(zhì)多尺度理論及排斥力場函數(shù),建立了剛性球形壓頭與單晶鋁材料表面納米接觸與脫離過程的跨尺度分析模型,得到載荷-位移響應(yīng)曲線、原子變化狀態(tài)圖及位移云紋圖.研究了接觸與脫離過程中單晶鋁材料微觀變形時原子的排列情況以及壓頭形狀對位錯的形核和發(fā)射產(chǎn)生的影響.從微觀角度分析了接觸變形機(jī)理.結(jié)果表明,隨著接觸深度的增加,球形壓頭下部兩側(cè)的原子受力方向不斷變化,使得載荷-位移響應(yīng)曲線出現(xiàn)不同于方形壓頭的階梯狀.由于壓頭形狀的影響,壓頭兩側(cè)的密排原子面實(shí)現(xiàn)部分滑移形成了肖克利不全位錯.脫離過程中,原子緊貼壓頭向上移動,實(shí)現(xiàn)部分彈性恢復(fù),殘余位移為0.3nm,高度接近單晶鋁單位位錯的伯格斯矢量的模0.285nm.