管志平
,
马品奎
,
宋玉泉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00078
材料的拉伸断裂问题同时也是断裂延伸率问题,而材料的超塑性以其大的断裂延伸率为主要特征.自超塑性现象发现以来,人们从来没有停止过对超塑性大延伸率变形本质的探索.这方面的文献特别多,但主要集中在超塑性微观机理和变形机制方面,而对于超塑性变形力学规律方面的研究则相对较少.实际上,超塑性大延伸率与其力学稳定性密切相关,并由其特殊的断裂机制所决定.因此,本文首先从超塑性的微观断裂机制出发,着重回顾超塑性孔洞的形核、生长和连接的微观物理机制的研究进展.然后,主要从宏观力学稳定变形出发,回顾国内外有关超塑性拉伸过程中颈缩的产生和发展导致的断裂延伸率或极限应变的力学分析的研究工作,并作了相应的归类和评述.结论指出:尽管超塑性断裂机制的研究很多,但是缺乏统一的认识,仍需要长期的基础性工作.目前的首要任务就是从超塑性拉伸宏观力学规律出发,依据现代数值分析技术深入研究其力学稳定变形机制,以便揭示超塑性大延伸率现象的力学本质.在分析过程中,应采用精确定量的本构方程,并考虑变形路径等外部条件的影响.
关键词:
超塑性
,
拉伸
,
断裂延伸率
,
极限应变
,
孔洞
张续
,
齐乐华
,
舒扬
,
付前刚
,
李贺军
新型炭材料
提出了碳碳键的断裂准则,建立了含空位缺陷碳纳米管的有限元模型,基于此断裂准则采用有限元方法对单壁碳纳米管的断裂行为进行了模拟研究,计算得到了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,并研究了单原子空位缺陷对碳纳米管抗拉强度和极限应变的影响。结果表明理想单壁碳纳米管的抗拉强度约为100 GPa,极限应变约为20%。单原子空位缺陷显著降低了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,使抗拉强度降低了20%~30%,极限应变降低了12%~18%,这也正是碳纳米管极限强度的实验结果远低于理论预测结果的原因。
关键词:
单壁碳纳米管
,
空位缺陷
,
有限元法
,
抗拉强度
,
极限应变
