亚微米尺度位错主导的晶体材料力学行为研究

项目名称： 亚微米尺度位错主导的晶体材料力学行为研究

项目编号： No.11132006

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 庄茁

作者单位： 清华大学

项目金额： 320万元

中文摘要： 旨在揭示亚微米尺度下基于位错运动的单晶材料塑性变形反常规现象，如尺度效应、温度效应、时空不连续，工作硬化的机理，研究位错匮乏及高温下的位错湮灭与增殖机制，位错连接的形成和破坏等位错演化过程，将离散位错行为研究从定性扩展到定量描述，得到应变率、温度和尺度共同影响下的微纳米单晶塑性变形规律，建立亚微米尺度位错主导的晶体塑性理论模型，以期实现工业应用的微尺度单晶材料塑性变形行为预测。在研究中以典型的面心立方和体心立方单晶材料为主要对象，以微柱和微颗粒压缩、微梁弯曲和压缩为主要载荷形式，实验设计着重于考查塑性流变的不连续性，进而提高小尺度晶体材料加工和实验的可控性。发展跨纳米/亚微米/微米的多尺度计算方法，实现位错动力学与有限元自然耦合，考虑实际边界条件，过渡到微米尺度的连续介质力学模型。本项目融汇固体力学、计算力学、实验力学和金属材料科学等多个学科，属于力学前沿领域的应用基础研究。

中文关键词： 亚微米尺度；位错动力学；晶体材料；塑性理论；有限元

英文摘要：

英文关键词： submicron scale；dislocation dynamics；crystal；plasticity theory；finite element method