金刚石晶体的离散位错动力学仿真及裂纹演化研究

发布时间：2021-01-08 19:06

　　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... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

仿真研究尺度划分纳米微米毫米米

图 1-2 金刚石微刀具的损伤失效行为[3]目前，国内外学者对 CVD 金刚石涂层微刀具的研究也取得了一定的进展。Heaney[8]在硬质合金铣刀基体上沉积了纳米级的细晶粒金刚石薄膜，减少了刀具与

图 1-3 金刚石中的位错[12]1.3.2 位错动力学理论及其应用现状材料动态力学行为一直以来是固体力学与材料科学所共同关注的问题。大量a) 金刚石中相互缠绕的位错 b) 位错环

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2965137