块体非晶合金屈服行为分析

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1、学校代码10530学号201230131804+分类号TG139.8密级硕士学位论文块体非晶合金屈服行为分析学位申请人邹萍指导教师龙志林教授学院名称土木工程与力学学院学科专业一般力学与力学基础研究方向新材料力学行为与设计二○一五年六月二日YieldbehaviorsofbulkamorphousalloysCandidateZouPingSupervisorProfessorLongZhilinCollegeCivilEngineeringandMechanicsProgramGeneralMechanicsandMechanicalFoun

2、dationSpecializationMechanicalPropertiesofNewMaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune2th,2015湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者

3、签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学硕士学位论文摘要块体非晶合金因其拓扑无序的结构以及优异的力学、物理和化学性能(如高耐磨性、高耐腐蚀性、高硬度、高强度、高弹性极限、低模量、抗氧化和优异的软磁性能等)而

4、具有广阔的应用前景。然而，块体非晶合金室温下缺乏显著的塑性变形严重限制了其工业化应用。系统地研究应力状态对块体非金合金剪切带的萌生与扩展的影响，不但有助于进一步推进人们对块体非金合金剪切带行为敏感性因素及其影响机制的认识，而且还能为研制具有更高强度、更好延性的块体非金合金材料及其在生活与工程中的实际应用提供理论基础。本文研究了应力状态以及静水压力对块体非晶合金屈服行为的影响。主要内容包括：单轴应力状态和复杂应力状态对块体非晶合金屈服行为的影响；以Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5块体非晶合金(Vit1)为对象，进行了

5、块体非晶合金在限制套筒作用下屈服行为的数值模拟；细致分析了Drucker-Prager(D-P)准则与Mohr-Coulomb(M-C)准则描述非晶合金的屈服行为的适应性或优劣性。本文的主要结果如下：(1)单轴拉伸应力状态下，DP2与M-C计算值相同，DP1计算值比M-C计算值更接近于实验值；在复杂应力状态下，D-P模型对材料的屈服行为描述更为精确。(2)块体非晶合金的剪切和塑性行为取决于样品的几何和应力状态；静水压力与材料的断裂角以及内摩擦系数没有数值上的关联；静水压力对材料屈服的影响相当于一个叠加的正应力，无论是压缩还是拉伸，均对剪切屈服

6、或断裂起抑制作用；正应力效应中蕴含了静水应力效应。(3)用ABAQUS软件模拟了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5块体非晶合金铜套筒约束下的屈服行为：基于M-C准则数值模拟，材料的屈服强度为2003MPa；基于D-P准则数值模拟，材料的屈服强度为1776MPa；在数值模拟中，D-P准则模拟合金的屈服强度比M-C准则模拟值更接近实验值；D-P准则比M-C准则更适应于解释块体非晶合金在套筒限制应力作用下的屈服现象；套筒限制应力作用下，静水压力的存在促进了块体非晶合金中自由体积的增殖及其分布的非均匀性，并且这种自由体积的增

7、殖及其分布的非均匀性，导致了材料的应力应变分布的非均匀现象。关键词：块体非晶合金；Mohr-Coulomb屈服准则；Drucker-Prager系列屈服准则；正应力；静水压力；剪切带；数值模拟I湘潭大学硕士学位论文AbstractBecauseoftheiruniquedisorderedstructureandexcellentmechanical,physicalandchemicalproperties(e.g.,highwearresistance,highcorrosionresistance,highstrength,highel

8、asticity,lowmodulus,antioxidantion,excellentsoftmagneticproperties,etc.),bulkamorp