国家自然科学基金(10872087)
- 作品数：20 被引量：21H指数：2
- 相关作者：周剑秋王光绪卞欢朱荣涛霍如肖更多>>
- 相关机构：南京工业大学武汉工程大学中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金霍英东青年教师基金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺电气工程机械工程更多>>
- 多级纳米孪晶金属在孪晶界处的堆积位错密度的本构模型和裂纹成核的准则被引量：4
- 2021年
- 通过特征体积单元假定孪晶界间距是服从对数分布,同时定量的去讨论在初级孪晶界与晶界交界处和初级孪晶界与次级孪晶界交界处的裂纹成核的机理。基于此研究方向,提出一个自相关性本构模型去定量的描述裂纹成核的准则。结果表明:位错堆积能会随着孪晶界厚度的增大而增大。而且,计算得到的位错堆积能与经验值存在着差异。
- 王原琛周剑秋王蒙晰
- 关键词：位错密度
- 基于应变率影响的纳晶材料本构模型被引量：1
- 2015年
- 建立了一种包含规则的晶内相和塑性软化晶界位错堆积区相的双相混合模型来研究应变率对纳米晶材料力学性能的影响。根据相混合模型,建立了一种全新的以位错密度演化机制和应变梯度理论为基础的应力-应变本构关系。将本构模型计算结果与实验结果对比发现,两者符合得很好,但数值模拟表现出应变硬化行为。计算发现,由于位错线长度的降低,纳晶材料的应变率敏感系数远远高于粗晶材料。
- 吴友义卞欢董淑宏
- 关键词：应变梯度应变率
- 梯度纳米晶体材料的多尺度力学行为研究
- 2019年
- 建立晶粒尺寸梯度分布的表面纳米晶材料本构模型。运用分子动力学模拟软件,得到了梯度单晶铜试样的拉伸应力-应变曲线以及原子构型图。结果表明:计算得到的应力-应变曲线与实验数据大体一致。这种梯度结构使得材料的整体流变应力增加了10%以上。随着应变的增大,曲线会有一段隆起的部分,这与位错的形核以及晶界的限制紧密相关。当应变增加到3%、7%时,小晶粒区域先有位错运动,然后产生堆积缠绕,起到了强化作用。并且,大晶粒使得位错更易从小晶粒向大晶粒区域运动,从而抑制了小晶粒区域裂纹的形成,提高了材料的延展性。
- 陈运启周剑秋
- 关键词：本构模型分子动力学模拟延展性
- 基于应变梯度位错理论的纳晶-无定形态层状复合材料的力学性能研究被引量：2
- 2014年
- 纳晶-无定形态层状复合材料具有高强度高硬度还有良好的韧性等力学性能。为了定量评估这种新型材料的力学性能,建立了基于位错密度和应变梯度的力学模型。即在塑性变形的初始阶段,位错在晶态-非晶态层的交界面处产生,之后通过滑移穿过纳晶层到达对面的晶态-非晶态的交界面处被吸收。鉴于纳晶层和无定形态层的不同特性和界面的相互作用,理论分析了纳晶层中的位错演化过程以及交界面的损伤情况。结果表明,理论计算与实验结果基本吻合,且纳晶层无定形态之间的交界面具有很好的变形协调能力而不会在界面层产生失效。
- 周剑秋黄连军王英
- 关键词：应变梯度位错理论
- 能量法分析纳晶材料裂纹的萌生
- 2013年
- 利用能量守恒定律分析了纳晶材料裂纹在三晶交处的萌生,分别推导了纳晶材料中的特定旋转变形能、晶界滑移能、晶界扩散能,并运用最大等效裂纹能量释放率准则来判断纳晶材料裂纹萌生。结果表明:特定旋转变形、晶界扩散均能松弛裂纹尖端的应力,阻碍裂纹的生长;而晶界滑移使得晶界位错在三晶交处堆积,造成三晶交处的应力集中,促使裂纹的生长;稳定状态下,外力做的功等于由特定旋转变形、晶界滑移、晶界扩散造成的能量耗散。
- 周剑秋刘宏西
- 关键词：能量法
- 含缺口纳晶铜的失效行为研究
- 2019年
- 模拟了含有缺口的纳晶铜在拉伸载荷下的变形情况,研究缺口对纳晶铜失效行为的影响。结果表明,缺口对纳晶铜失效行为的影响与缺口的尺寸有关。随着缺口尺寸的增大,缺口对纳晶铜的失效影响愈发明显,缺口的临界值尺寸等于纳晶铜晶粒的平均尺寸。同时,通过不同模型间的对比发现,纳晶铜对缺口的敏感性与缺口形状和样本尺寸无关。
- 佟尚周剑秋张烽杨宝童
- 关键词：分子模拟剪切带
- 单轴压缩下微纳晶镍的孔洞演化模型
- 2013年
- 在含孔隙微纳晶材料受单轴压缩载荷下的大塑性变形中,由于孔洞与基体变形的不匹配,在孔洞周围将产生大量的几何必需位错,论文假设这些位错均匀地从孔洞表面向其内部发射,促使孔洞周围先产生局部非均匀变形,从而导致微纳晶镍试样内孔隙率的变化.基于这种假设论文首先建立了单轴压缩载荷下孔洞的演化发展模型,并用此模型预测了孔隙率的变化,将其与实验测定值进行了比较,结果表明孔洞演化发展模型具有一定合理性.在此基础上,讨论了固定孔隙率和演化发展的孔隙率对不同晶粒尺寸和不同应变速率下的微纳晶镍试样力学行为的影响.
- 张舒周剑秋王璐
- 关键词：塑性变形孔隙率
- 位错对锂电池球形颗粒电极的影响被引量：1
- 2015年
- 目前对锂离子电池的研究主要集中在扩散引起的应力方面,但有关应力引起的位错对锂电池电极影响目前还鲜有报道。建立了一个球位错模型,进而研究了位错机制对球形纳米颗粒电极中应力变化的影响。由于位错的产生和分布,电极的径向和切向张应力都被减轻了,并且电极中的压应力的大小有了一定的提高。通过研究发现减少的张应力转化成了压应力,然而张应力影响电极裂纹的萌生,那么可以得出一个结论,即引入位错机制可能会优化电极的扩散应力,从而提高电极的寿命。
- 魏鹏飞周剑秋邓坤军夏璐
- 关键词：DIS锂离子电池位错球形电极
- 较大塑性变形下纳晶镍剪切带的演化模型
- 2013年
- 较大塑性变形下,采用TEM原位拉伸实验揭示了纳晶镍内剪切带演化的微观机制,优化了微观力学模型。结果表明:在纳米尺度范围内,随着晶粒尺寸的增加,应变软化的趋势越来越明显,剪切带宽度也随着增加;晶粒尺寸降低将导致纳晶材料中剪切带的产生提前;内部特征长度的值随着晶粒尺寸的增加呈现先增加后下降的特点;剪切带内的塑性应变分布为:在剪切带两个边界处应变为零,在剪切带中央剪切塑性应变达到最大值。
- 周剑秋张舒王璐
- 关键词：塑性变形剪切带
- 锂离子电池硅电极的电化学-扩散耦合模型被引量：1
- 2020年
- 通过应力辅助扩散模型建立了在表面效应和位错效应共同影响下的反应-扩散应力耦合模型,对圆柱形纳米材料在锂离子电池电极中的电化学-机械行为进行了探索研究。该模型可以捕获在恒电流/电压充电情况下,电极纳米材料中电极表面效应、位错效应、电化学反应和扩散之间的关系。同时研究在不同无量纲充电时间下电化学反应应力与电极尺寸和反应扩散相对速率的关系,以及反应-扩散应力受表面效应和位错效应影响时,在不同电极尺寸下的变化情况。数值计算结果表明,表面效应和位错效应综合作用会在电极材料中产生额外的应力场,使反应-扩散耦合模型的应力急剧减小,甚至使电极材料的应力状态由原本的拉伸状态变为压缩状态。这样的结果增加了电极的机械稳定性,同时为锂离子电池更高的充放电速率提供了可能。
- 王飞周剑秋
- 关键词：锂离子电池
