金屬內(nèi)沖擊波跨晶界傳播的應(yīng)力分配機(jī)制初探
關(guān)鍵詞：多晶金屬 沖擊波 晶界 面心立方 應(yīng)力
摘要：沖擊波跨越晶界過程中的應(yīng)力分配機(jī)制對(duì)于深入理解沖擊波與多晶金屬材料的相互作用現(xiàn)象和塑性機(jī)理有重要意義。為探明該機(jī)制,采用分子動(dòng)力學(xué),對(duì)4種面心立方(FCC)晶格金屬展開研究,細(xì)致統(tǒng)計(jì)分析了沖擊波在單晶金屬{100}晶面內(nèi)隨晶向角變化的應(yīng)力生成特征及沖擊波跨過單一晶界前后的應(yīng)力狀態(tài)和大小關(guān)系。結(jié)果表明:(1)垂直和平行于沖擊波運(yùn)動(dòng)方向的應(yīng)力分量隨晶向角呈現(xiàn)不同的變化特征,這種應(yīng)力生成差異的根源來自晶格原子排列導(dǎo)致的受力差異和原子間作用力機(jī)制,而其生成差異的結(jié)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(yīng)力狀態(tài)存在一定的分配轉(zhuǎn)換關(guān)系,由一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)力分配張量D確定,不同F(xiàn)CC晶格元素的D張量形式一致,系數(shù)差異小,具有一定的通用特征;(3)驗(yàn)證表明,對(duì)于給定的FCC晶格金屬,D具有一致的可預(yù)測特性,反映了沖擊波與晶格相互作用的本質(zhì)特征。
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