《微納尺寸單晶金屬的應變強化與應變突變現象研究》是依託西安交通大學，由尚福林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微納尺寸單晶金屬的應變強化與應變突變現象研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：尚福林
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目研究對象為特徵尺寸處於數十納米至數微米的單晶金屬Al和Au，首先將開展兩類單晶金屬的單軸壓縮和拉伸特性的實驗測試，觀察和分析其應力－應變特性曲線、塑性流動特徵、初始屈服、應變強化和應變突變特性等；然後，在單晶塑性連續理論的框架下，研究已有的塑性本構模型對微納米尺寸金屬的適用性，重點考察各類應變強化模型的合理性；再針對微納米單晶金屬表現出的十分特殊的應變突變現象，基於變形機理，嘗試在細觀尺度構建能夠描述塑性間歇性流動的應變突變模型。進而，採用有限元模擬方法，對上述單晶金屬的單軸回響進行數值模擬和對比分析。在上述研究基礎上，建立單晶金屬連續力學模型和相應的塑性本構關係，力求合理、準確地描述微納米金屬塑性回響中的尺寸效應、鋸齒狀塑性流動等特異變形行為。這些問題是微納米尺寸金屬的塑性行為研究方面十分基礎性的工作，研究結果對微納器件的設計、製備與使用有著重要的科學意義和支撐作用。
結題摘要
本項目主要針對微納尺寸單晶金屬的應變強化與應變突變現象，希望建立合理、準確的微納尺寸金屬塑性特異變形行為的力學模型。研究過程中，側重分析了微米尺度FCC類單晶金屬的應變強化與應變突變現象，特別是重點探討了應變突變行為。獲得的主要成果也集中在這兩個方面，包括：建立了描述微米尺度單晶金屬應變突變的理論模型——間歇性流動連續模型，提出了判定應變突變發生的二階功準則；提出了描述微米尺度單晶金屬應變強化的新理論模型——隨機單臂源SSAS模型。在這些理論成果基礎上，完善了描述單晶金屬間歇性塑性變形的塑性本構理論，擴展編寫了相應的有限元數值模擬程式。本項目研究實現了計畫的各項研究內容和工作，達到了預期的研究目標，取得了研究成果也符合最初項目計畫書的要求。這些研究所得對有助於合理、準確地描述微納米金屬塑性回響中的尺寸效應、鋸齒狀塑性流動等特異變形行為，屬於微尺度金屬塑性行為研究方面的基礎性的工作；也有助於支撐單晶金屬類微器件系統的設計、製備與使用，可為微納器件的製造和套用提供分析方法和計算依據。
