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单晶铝纳米切削过程分子动力学模拟技术研究 预览 被引量:14
1
作者 罗熙淳 梁迎春 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第8期 860-862,共3页
运用分子动力学模拟技术建立单晶纳米切削模型,对纳米切削过程进行模拟,从分子间作用力和位错的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行分析,并对切削刃刃口半径的大小和刀具磨损对已加工表面质量的影响进行研究。
关键词 分子动力学模拟 纳米切削 位错 单晶
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强流脉冲电子束应力诱发的微观结构 预览 被引量:20
2
作者 关庆丰 安春香 +5 位作者 秦颖 邹建新 郝胜志 张庆瑜 董闯 邹广田 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期 3927-3934,共8页
利用强流脉冲电子束装置在各种工艺条件下对奥氏体不锈钢、单晶铝及多晶铝等面心立方金属进行辐照处理.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等详细分析了辐照样品的变形组织与结构.通过分析,在一定程度上建立起强流脉冲电子束诱发的应... 利用强流脉冲电子束装置在各种工艺条件下对奥氏体不锈钢、单晶铝及多晶铝等面心立方金属进行辐照处理.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等详细分析了辐照样品的变形组织与结构.通过分析,在一定程度上建立起强流脉冲电子束诱发的应力特征与变形结构之间的关系,并对目前现有的几种应力波数值模拟结果进行了分析.实验结果表明,强流脉冲电子束能够在材料内部诱发102-103 MPa的应力,其传播方式与材料的晶体结构关系密切.这一应力是导致材料深层性能与微观组织结构发生变化的根源所在. 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 微观结构 应力诱发 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 奥氏体不锈钢 面心立方金属 微观组织结构 工艺条件 变形组织 辐照处理 变形结构 应力特征 模拟结果 发生变化 结构关系 传播方式 多晶 单晶 应力波
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强流脉冲电子束辐照下单晶铝中的堆垛层错四面体 预览 被引量:16
3
作者 关庆丰 陈波 +2 位作者 张庆瑜 董闯 邹广田 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 392-397,共6页
利用强流脉冲电子束技术对单晶铝进行了辐照,并利用透射电镜对强流脉冲电子束诱发的空位簇缺陷进行分析。实验结果表明,强流脉冲电子束能够诱发位错圈、孔洞甚至堆垛层错四面体这种通常在高层错能金属中不能形成的空位簇缺陷,并且三... 利用强流脉冲电子束技术对单晶铝进行了辐照,并利用透射电镜对强流脉冲电子束诱发的空位簇缺陷进行分析。实验结果表明,强流脉冲电子束能够诱发位错圈、孔洞甚至堆垛层错四面体这种通常在高层错能金属中不能形成的空位簇缺陷,并且三种不同类型的空位簇缺陷的形核过程并不同时发生,三种空位簇缺陷存在着密切的关系。根据实验结果提出了堆垛层错四面体形成与生长机理。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 堆垛层错四面体 单晶 空位簇缺陷
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背散射电子衍射与透射电镜在单晶铝形变组织研究中的应用 预览 被引量:3
4
作者 黄晓旭 蔡大勇 +1 位作者 刘庆 姚枚 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期 449-454,共6页
本文采用背散射电子衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)技术对拉伸变形单晶铝([110]方向平行于拉伸轴)的显微组织进行了表征,直接对比了两种分析手段所得结果的异同. 结果发现,单晶铝形变显微组织中表现为明显的带状特征,TEM及EBSD技术的表征结... 本文采用背散射电子衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)技术对拉伸变形单晶铝([110]方向平行于拉伸轴)的显微组织进行了表征,直接对比了两种分析手段所得结果的异同. 结果发现,单晶铝形变显微组织中表现为明显的带状特征,TEM及EBSD技术的表征结果非常吻合,但EBSD不能完全反映出位错界面的分割特征;相对于TEM而言,EBSD技术所能分析的试样区域较大,其结果具有较好的统计意义. 展开更多
关键词 单晶 显微组织 背散射电子衍射 透射电镜 塑性变形 形变组织
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基于纳米压痕技术和AFM的单晶铝硬度测试实验研究 被引量:6
5
作者 周亮 姚英学 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第1期 6-8,共3页
利用纳米压痕技术对单晶铝作压痕试验,获得载荷-压深的加载和卸载曲线。根据Oliver-Pharr方法求出压头与测试材料之间接触表面的投影面积Ac和硬度值Hop再利用原子显微镜(atomic force microscopy,AFM)得到压痕的真实三维形貌图。结... 利用纳米压痕技术对单晶铝作压痕试验,获得载荷-压深的加载和卸载曲线。根据Oliver-Pharr方法求出压头与测试材料之间接触表面的投影面积Ac和硬度值Hop再利用原子显微镜(atomic force microscopy,AFM)得到压痕的真实三维形貌图。结合Matlab对压痕进行分析,得到压痕的真实残余面积Aresidual,并计算出其硬度Hresidual。通过对两组单晶铝的硬度数据进行比较分析:在微纳米尺度下,两种方法计算得到的压痕硬度都存在压痕尺寸效应,Hresidual的压痕尺寸效应比Hop要更明显。 展开更多
关键词 纳米压痕 硬度 原子力显微镜 单晶
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单晶铝微构件拉伸过程的分子动力学仿真研究 预览 被引量:3
6
作者 霍德鸿 梁迎春 程凯 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第11期 950-952,共3页
建立了单晶铝微构件拉伸过程的分子动力学仿真模型,利用Morse势函数对微构件的拉伸过程进行了仿真计算.从能量演化的角度解释了拉伸过程仿真在平衡阶段、裂纹产生和断裂阶段的若干力学现象.计算得到单晶铝微构件的断裂强度为22.1GPa.用G... 建立了单晶铝微构件拉伸过程的分子动力学仿真模型,利用Morse势函数对微构件的拉伸过程进行了仿真计算.从能量演化的角度解释了拉伸过程仿真在平衡阶段、裂纹产生和断裂阶段的若干力学现象.计算得到单晶铝微构件的断裂强度为22.1GPa.用Griffith断裂理论解释了微构件的断裂机理以及高强度产生的原因. 展开更多
关键词 单晶 微构件 分子动力学 断裂
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温度对单晶铝裂纹扩展影响的分子动力学模拟 被引量:5
7
作者 王晓娟 朱宝全 王红梅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期534-536,共3页
使用三维分子动力学方法模拟了单晶铝预制初始裂纹扩展过程,研究了裂纹扩展机理,及温度对裂纹扩展过程的影响。采用Morse势计算原子之间的相互作用关系。研究结果表明,裂纹尖端由于原子晶格发生重组发射位错,导致裂纹尖端出现畸变... 使用三维分子动力学方法模拟了单晶铝预制初始裂纹扩展过程,研究了裂纹扩展机理,及温度对裂纹扩展过程的影响。采用Morse势计算原子之间的相互作用关系。研究结果表明,裂纹尖端由于原子晶格发生重组发射位错,导致裂纹尖端出现畸变,裂纹开始扩展。温度对裂纹扩展过程中裂纹形貌、原子晶格变形程度、系统势能有显著影响。 展开更多
关键词 裂纹扩展 单晶 分子动力学 温度
单晶铝微尺度铣削表面质量实验研究 预览
8
作者 蔡明 巩亚东 +1 位作者 高奇 温雪龙 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期85-87,共3页
为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到:主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参... 为探究单晶铝微尺度铣削的表面质量,采用直径为0.4mm的微铣刀对单晶铝进行三因素五水平的微尺度铣削正交实验。首先,通过极差分析的方法得到:主轴转速对其表面质量的影响最大,进给速度的影响次之,铣削深度的影响最小;得到的最优工艺参数组合为:主轴转速为36000r/min,铣削深度为10μm,进给速度为80μm/s,此时单晶铝的表面质量最好。然后,分别得到主轴转速、铣削深度和进给速度对表面质量的影响规律,并对其原因进行了深入分析,为单晶铝材料的微尺度铣削加工提供理论依据。 展开更多
关键词 单晶 微尺度铣削 表面质量 正交实验 极差分析 最优工艺参数
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单晶铝纳米级硬度试验研究 预览 被引量:2
9
作者 朱瑛 姚英学 +2 位作者 陈朔冬 周亮 S.A.Pahlovy 《计测技术》 2005年第3期 13-15,共3页
使用纳米硬度计对单晶铝进行了纳米压痕试验,利用原子力显微镜对压痕形貌进行扫描并计算硬度值,重点观察和分析了纳米级条件下单晶铝的硬度性质,结果表明,当压痕深度小于2000 nm时,单晶铝纳米硬度存在尺寸效应现象;从材料性质的角度分... 使用纳米硬度计对单晶铝进行了纳米压痕试验,利用原子力显微镜对压痕形貌进行扫描并计算硬度值,重点观察和分析了纳米级条件下单晶铝的硬度性质,结果表明,当压痕深度小于2000 nm时,单晶铝纳米硬度存在尺寸效应现象;从材料性质的角度分析了纳米硬度尺寸效应现象;探讨了纳米硬度和传统硬度本质上的区别,指出其根本原因在于不同尺度下人们对材料性质的关注点不同. 展开更多
关键词 单晶 纳米硬度 纳米压痕 纳米硬度计 原子力显微镜
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基于多晶体塑性与唯象学本构模型的纯铝与单晶铝的有限变形分析与对比
10
作者 侯帅 朱有利 +1 位作者 王燕礼 孙寒骁 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2017年第12期3760-3766,共7页
多晶体塑性模型能够反映材料的微观结构和各种力学响应,但是模型复杂,本构积分计算量大,而唯象学弹塑性本构模型相对简单,但是基于变形率张量弹塑性加法分解的唯象学弹塑性本构模型又不能反映材料的微结构发展演化,在大变形时会产生差... 多晶体塑性模型能够反映材料的微观结构和各种力学响应,但是模型复杂,本构积分计算量大,而唯象学弹塑性本构模型相对简单,但是基于变形率张量弹塑性加法分解的唯象学弹塑性本构模型又不能反映材料的微结构发展演化,在大变形时会产生差别。分别采用以上2种本构模型对纯铝和单晶铝的有限变形单向拉伸过程进行了计算分析,比较了2种模型在不同变形量下计算结果的差别。结果表明,纯铝唯象学弹塑性本构模型在真应变超过25.5%时,应力应变曲线开始出现差别,且随应变的增加而增大。多晶体塑性模型能够从变形、织构和残余应力等方面反映纯铝和单晶铝大变形产生的各向异性。 展开更多
关键词 多晶体塑性 本构关系 单晶 有限单元法 单向拉伸
强流脉冲电子束辐照诱发单晶铝表层的微观结构状态 预览
11
作者 关庆丰 顾倩倩 +4 位作者 彭冬晋 李艳 刘洋 林雪 李秀颖 《吉林师范大学学报:自然科学版》 2010年第1期 1-5,共5页
利用Nadezhda-2强流脉冲电子束(HCPEB)装置分别在1J/cm^2和4J/cm^2能量密度下对单晶铝进行了辐照处理.1J/cm^2能量密度下,表面处于未熔化状态,表面形成互相平行的带有中脊线的挛晶结构;而4J/cm^2能量密度辐照下,在表面熔化... 利用Nadezhda-2强流脉冲电子束(HCPEB)装置分别在1J/cm^2和4J/cm^2能量密度下对单晶铝进行了辐照处理.1J/cm^2能量密度下,表面处于未熔化状态,表面形成互相平行的带有中脊线的挛晶结构;而4J/cm^2能量密度辐照下,在表面熔化的同时则没有变形条带出现.透射电镜分析表明,1J/cm^2能量密度HCPEB辐照能够在单晶铝表层诱发孔洞甚至堆垛层错四面体这种通常在高层错能金属中不能形成的空位簇缺陷,并且很少观察到位错的出现,也观察不到位错滑移的痕迹;4J/cm^2能量密度辐照单晶铝表层则是位错滑移引起的位错缠结结构为主. 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 微观结构 单晶 变形 空位簇缺陷
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拉伸载荷作用下单晶铝柱动态断裂过程的分子动力学模拟研究 预览
12
作者 王路生 丁军 +2 位作者 陈松 黄霞 宋鹍 《机床与液压》 北大核心 2017年第24期90-95,112共7页
运用LAMMPS中的Fortran语言自编程功能建立了单晶铝柱在拉伸载荷作用下的分子动力学仿真模型,采用镶嵌原子势(EAM)势函数模拟了室温下单晶铝柱的动态断裂过程。从应力应变关系、原子构型和相变等方面解释了拉伸过程中的力学性能。位... 运用LAMMPS中的Fortran语言自编程功能建立了单晶铝柱在拉伸载荷作用下的分子动力学仿真模型,采用镶嵌原子势(EAM)势函数模拟了室温下单晶铝柱的动态断裂过程。从应力应变关系、原子构型和相变等方面解释了拉伸过程中的力学性能。位错是单晶铝塑性变形的主要原因,位错相互作用引起塑性硬化和晶体破坏,晶体在载荷作用下沿{111}面滑移,滑移面与理论结果相符合。 展开更多
关键词 单晶 分子动力学模拟 原子构型 位错
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单晶铝静高压熔化的分子动力学模拟 预览 被引量:1
13
作者 巨圆圆 张庆明 +1 位作者 姬广富 龚自正 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期57-60,共4页
基于嵌入原子势(EAM)函数,利用分子动力学方法对单晶铝在静高压下的熔化进行了计算。利用能量体积法、径向分布函数、均方根位移分析了单晶铝在零压下熔化的构型变化,对比分析了零压下升温速率对单晶铝熔化的影响,得到了单晶铝在静高压... 基于嵌入原子势(EAM)函数,利用分子动力学方法对单晶铝在静高压下的熔化进行了计算。利用能量体积法、径向分布函数、均方根位移分析了单晶铝在零压下熔化的构型变化,对比分析了零压下升温速率对单晶铝熔化的影响,得到了单晶铝在静高压下的p-V状态方程和熔化曲线,模拟结果与实验结果基本一致。 展开更多
关键词 爆炸力学 分子动力学 熔化曲线 状态方程 单晶
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热型连铸单晶铝的力学性能的研究
14
作者 郭一萍 邓军平 牛立斌 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第11期91-93,共3页
对直径为4 mm的热型连铸铝单晶线材的室温拉伸性能和循环弯曲性能进行了测试,并对其断口微观形貌进行了观察。结果表明:与多晶铝试样相比,热型连铸单晶铝屈服强度变化不大,抗拉强度降低了42.7%,伸长率和断面收缩率分别提高了111.5%和57... 对直径为4 mm的热型连铸铝单晶线材的室温拉伸性能和循环弯曲性能进行了测试,并对其断口微观形貌进行了观察。结果表明:与多晶铝试样相比,热型连铸单晶铝屈服强度变化不大,抗拉强度降低了42.7%,伸长率和断面收缩率分别提高了111.5%和575%;弯曲疲劳寿命明显提高;单晶铝的断口呈扁尖状,断口附近滑移线相互平行且均匀分布,为典型的韧窝结构。 展开更多
关键词 热型连铸 单晶 多晶 力学性能
不同晶面单晶铝纳米压痕测试及有限元模拟 预览
15
作者 段茜 吴亚丽 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3467-3472,共6页
采用纳米压入法对单晶铝(100)、(110)、(111)晶面进行力学性能分析,结合实验得到荷载-位移曲线,利用连续刚度技术获得单晶铝的弹性模量和硬度。结果表明:单晶铝具有良好的塑性性能,不同晶面的塑性能力从大到小依次为(110)晶面、(111)晶... 采用纳米压入法对单晶铝(100)、(110)、(111)晶面进行力学性能分析,结合实验得到荷载-位移曲线,利用连续刚度技术获得单晶铝的弹性模量和硬度。结果表明:单晶铝具有良好的塑性性能,不同晶面的塑性能力从大到小依次为(110)晶面、(111)晶面、(100)晶面。材料弹性模量和硬度变化趋势一致,不同晶面弹性模量和硬度的大小关系为:(110)晶面>(111)晶面>(100)晶面。由于晶体变形时发生位错形核与发射,导致荷载-位移曲线在压入初期表现出位移爆发现象。同时运用ABAQUS有限元软件,使用单晶各向异性本构模型定义材料属性,对不同晶面的单晶铝进行仿真模拟,通过反复对比实验与模拟所得的荷载-位移曲线得到不同晶面各向异性的相关材料参数,并分析得出了最大压深时的正应力、剪应力及残余压痕分布的对称性。 展开更多
关键词 单晶 纳米压痕实验 有限元模拟
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单晶铝在拉压循环过程中形成的两种位错组态与成因 预览
16
作者 王静 刘国东 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期 1782-1787,共6页
研究了「110」和「100」取向高纯铝单晶在6×10^-4拉压疲劳应变振幅条件下的应力σm和内耗Q^-1的变化,对不同阶段的位错组态作了详细的透射电子显微镜观察,并利用滑移几何的观点予以解释。
关键词 单晶 位错组态 拉压循环
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单晶铝孔洞生长的分子动力学模拟 预览
17
作者 胡晓燕 徐建刚 闫新兴 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2012年第6期52-55,共4页
用分子动力学方法模拟不同晶向单轴加载过程中,单晶铝中微纳米孔洞(约1.6 nm)的生长及周围区域的变形过程。为研究晶向对孔洞生长的影响,对具有相同初始孔洞体积分数的两个晶向进行拉伸加载,并对不同温度影响进行研究。结果表明:A晶... 用分子动力学方法模拟不同晶向单轴加载过程中,单晶铝中微纳米孔洞(约1.6 nm)的生长及周围区域的变形过程。为研究晶向对孔洞生长的影响,对具有相同初始孔洞体积分数的两个晶向进行拉伸加载,并对不同温度影响进行研究。结果表明:A晶向(x-[100],y-[010],z-[001])的形变机制主要是{111}晶面部分位错引起的堆垛层错,B晶向(x-[-110],y-[111],z-[11-2])主要是位错的移动与堆积;B晶向比A晶向的位错成核应力大;B晶向屈服应力比A晶向对温度敏感。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 纳米孔洞生长 单晶
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Atomistic simulation of fcc-bcc phase transition in single crystal Al under uniform compression
18
作者 李莉 邵建立 +2 位作者 李艳芳 段素青 梁九卿 《中国物理:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第2期 425-430,共6页
By molecular dynamics simulations employing an embedded atom model potential,we investigate the fcc-to-bcc phase transition in single crystal Al,caused by uniform compression.Results show that the fcc structure is uns... By molecular dynamics simulations employing an embedded atom model potential,we investigate the fcc-to-bcc phase transition in single crystal Al,caused by uniform compression.Results show that the fcc structure is unstable when the pressure is over 250 GPa,in reasonable agreement with the calculated value through the density functional theory.The morphology evolution of the structural transition and the corresponding transition mechanism are analysed in detail.The bcc (011) planes are transited from the fcc (11) plane and the (11) plane.We suggest that the transition mechanism consists mainly of compression,shear,slid and rotation of the lattice.In addition,our radial distribution function analysis explicitly indicates the phase transition of Al from fcc phase to bcc structure. 展开更多
关键词 原子模拟 结构相变 单晶 压缩 分子动力学模拟 fcc结构 均匀 BCC相
单晶硅和单晶铝纳米切削过程比较 被引量:2
19
作者 唐玉兰 梁迎春 +1 位作者 霍德鸿 程凯 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期 39-42,共4页
采用分子动力学模拟方法进行了单晶硅和单晶铝纳米切削过程的比较研究,硅原子间相互作用力采用Tersoff势计算,铝原子间和工件与刀具原子间相互作用力采用Morse势计算.通过对切削过程中切屑和加工表面、能量和切削力的分析,发现硅发生非... 采用分子动力学模拟方法进行了单晶硅和单晶铝纳米切削过程的比较研究,硅原子间相互作用力采用Tersoff势计算,铝原子间和工件与刀具原子间相互作用力采用Morse势计算.通过对切削过程中切屑和加工表面、能量和切削力的分析,发现硅发生非晶态相位变换和切屑体积改变,但没有位错和弹性恢复产生;而铝发生的现象却与硅相反. 展开更多
关键词 单晶 单晶纳米 Tersoff势 MORSE势 切削加工 加工精度
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单晶铝线材连铸工艺的试验研究 预览 被引量:1
20
作者 周珸 胡锐 李金山 《陕西工学院学报》 2004年第1期 4-6,11,共4页
根据单晶连铸技术原理,分析了单晶连铸过程的主要影响因素,并根据流体力学模型以及传热模型计算了液体金属压力和牵引速度.结果表明:根据模型确定的参数是合适的,并在铸型温度为690~780℃、冷却距离为50 mm、牵引速度为1.1 mm/s、开始... 根据单晶连铸技术原理,分析了单晶连铸过程的主要影响因素,并根据流体力学模型以及传热模型计算了液体金属压力和牵引速度.结果表明:根据模型确定的参数是合适的,并在铸型温度为690~780℃、冷却距离为50 mm、牵引速度为1.1 mm/s、开始时静压头为5~6mm、连铸时动压头为2mm左右的工艺条件下获得了φ8 mm高品质的单晶铝线材. 展开更多
关键词 单晶连铸 高品质 单晶线材 试验研究 流体力学模型 传热模型 牵引速度 液体金属压力
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