低速冲击下裂纹成核的位错模型

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1、第44卷第5期2012年10月南京航JournalofNanjing空航Universitv天大学ofAeronautics学报8LAstronauticsV01．44No．5Oct．2012低速冲击下裂纹成核的位错模型黄再兴(南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京，210016)摘要：从理论上研究低速冲击下金属材料中微裂纹的成核，建立了裂纹成核的位错模型，并在其中考虑温度与晶粒尺寸的影响；给出了在低速冲击载荷作用下脆性裂纹成核与延性裂纹成核的速度判据；定义了体现材料抗低速冲击能力的速度阻抗，确立了脆性裂纹成核与延性裂纹成核的速度阻抗的计算表达式；分析了在裂纹成

2、核过程中的尺寸效应务脆性一延性转变。结果表明，裂纹成核的速度阻抗都随着晶粒的粗化而减小；脆性裂纹威核的速度阻抗随温度增加而增加，而延性裂纹成核的速度阻抗随温度增加而减小，两者的交点确定了脆性一延性转变温度。关键词：微裂纹成核；低速冲击；速度阻抗；尺寸效应；韧脆转变中图分类号：0346．5；TB301；V240．2文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)05一0657一06DislocationModelforCrackNucleatinginMetalSubjectedtoLow—VelocityShockingHunngZaili礼gl(StateKeyLabo

3、ratoryofMechanicsandControlofMechanicaIStructures，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Themicrocracknucleationduetothelow—velocityshockingisinvestigated．Adislocationmod—e1forthemicrocracknucleationisestablished．Basedonthemodel，twovelocitycriterionsaregive

4、ntojudgethebrittlecrackandtheductilecracknucleationrespectively．Inthetw。criterions，thesh。ckingresistanceisdefined．Theinfluencesofthegrainsizeandductile—brittletransformtemperatureontheshockingresistancearedetermined．Resultsshowthattheresistancetothelow—Velocityshockingchangeswiththesizeofcry

5、stalgraininginthedirectproportion．Theeffectsoftemperatureontheshockingresistancesdependonthecategoryofthemicrocracknucleation．Theshockingresistanceofthebrittlemicrocracknucleationincreaseswithtemperaturerising．Onthecontrary，theshockingresistanceoftheductilemicrocracknucleationdecreaseswithte

6、mperatureincreasing．Theductile曲rittletransformtemperatureisgivenintermsoftheintersectionbetweentheshockingresistance—temperaturecurveofthebrittleandductilemicrocracknucleation．Keywords：microcracknucleating；10w—velocityshocking；shockingresistance；sizeeffect；ductile—brit—tIetransform随着航空工业的技术进

7、步，以大规模集成电路为核心的电子系统在飞行器中的应用越来越广泛，所起的作用越来越重要。据报道Ⅲ，20世纪50年代飞机上的航空电子系统在飞机总成本中所占比例不足10％，但到现在，随着飞机功能的不断增强，飞机的航空电子系统的成本占飞机总成本的比例已基金资助：航空科学基金(20080252006)资助项目。修订日期：2012～04—17通讯作者：黄再兴，男，教授，博士生导师，E—mail：huangzx@nuaa．edu．cn。南京航空舷天大学学报第44卷上升到30％～40％，航空电子系统业已成为