位错应力场-应变能-线张力-35资料.pptVIP

中南大学材料科学与工程学院材料科学基础位错应变能及受力钟利萍中南大学材料科学与工程学院材料科学基础位错应变能及受力钟利萍位错周围的点阵发生不同程度的畸变。位错中心部分畸变程度最为严重，这部分超出了弹性应变范围。位错中心区以外为弹性畸变区，借助弹性连续介质模型可讨论位错的弹性性质。位错的周围存在应力场，使位错与处于其应力场中的其它点缺陷产生交互作用2.4位错的应力场位错的弹性性质应力和应变分量螺型位错的应力场刃型位错的应力场位错的应变能和线张力（1）应力分量和应变分量Stress’fractionsxzyszzsxx,syy,szz,txy,txz,tyx,tyz,tzx,tzysxxtyxtyztzxtzytxztxyStressfieldofthedislocationxzysrrtrqtrzszztzqtzrsqqtqztqrsqq,srr,szz,tqz,tqr,trz,tr,trq,tzqsyy?ij表示作用在垂直于i轴的面上，指向j轴方向的应力分量；?ij表示作用在垂直于i轴的面上，指向j轴方向的应变分量；正面（右、前、上面）上的应力，与座标轴正向一直为正，负面（左、后、下面）上的应力，与座标轴负向一致为正。正应变以伸长为正，切应变以直角变小为正。符号规定1由于单元体很小，作用于两侧的应力变化可以忽略不计例如，前后两面应力分量对应相等；2根据力偶平衡条件3所以，独立的应力分量只有6个4应变分量也有9个，6个独立。（2）螺型位错应力场**蔡格梅螺型位错周围是简单的纯剪切，应变具有径向对称性螺型位错周围是简单的纯剪切，应变具有径向对称性大小与离位错中心的距离r成反比。r趋近无穷大，切应力趋于零。实际上应力场有一定的作用范围，r达到某值时切应力已很低螺型位错周围是简单的纯剪切，应变具有径向对称性螺型位错的应力场可用位错周围一定尺寸的圆柱体表示螺型位错应力场xzbqryHooke’sLawb圆柱体内引入相当于螺型位错周围的应力场G为切变模量螺型位错应力场σθθτθrτθzτrθσrrτrzτzθτzrσzzτ=00Gb/(2πr)000Gb/(2πr)00=圆柱坐标螺型位错应力场*蔡格梅*切应力τθz，τzθ用直角坐标表示σxxτxyτxzτyxσyyτyzτzxτzyσzzτ=圆柱体只在z方向产生位移，在x、y方向没有位移，其余的应力分量均为0τ的大小与r呈反比，与G、b呈正比公式不能用于位错中心区τ与θ无关，切应力是径向对称的特征：1）只有切应力，无正应力螺型位错的应力场*蔡格梅*（3）刃型位错的应力场（位错的弹性行为）由于插入一层半原子面，滑移面上方的原子间距低于平衡间距，产生晶格的压缩应变，滑移面下方则发生拉伸应变压缩和拉伸正应变是刃型位错周围主要应变从压缩应变和拉伸应变的逐渐过渡中必然附加一个切应变，最大的切应变发生在位错的滑移面上，该面上正应变为零，故为纯剪切刃型位错周围既有正应力，又有切应力，但正应力是主要的*蔡格梅*刃位错的正应力场分布压缩应力与拉伸应力可分别用滑移面上、下方的两个圆柱体表示压缩应力与拉伸应力可分别用滑移面上、下方的两个圆柱体表示压缩应力和拉伸应力的大小随离开位错中心距离的增大而减小*蔡格梅*刃型位错应力场（位错的弹性行为）直角坐标系，设立刃型位错模型，由弹性理论求得G为切变模量，v为泊松比xyzbQ1Q2Q3Q4刃型位错的应力场刃型位错应力场**蔡格梅采用圆柱坐标表示，则为:当位错线//z轴,半原子面位于+y滑移面xoz面以上两式，可了解刃位错周围应力场的特点，并可得出坐标系各区中应力分布。刃位错在柱坐标中的应力场应力分量与b成正比，与r成反比（同螺型位错），中心区不适用01沿位错线长度方向无变化（同螺型位错）02相对于半原子面，应力场镜面对称03滑移面上没有正应力；而在45°方向没有切应力04刃型位错应力场特点刃位错周围应力场的特点*蔡格梅*y0,σxx0，为压应力y0,σxx0，为拉应力y=0,σxx=σyy=0，只有切应力y=±x，只有σxx、σzz有正、切应力，同一位置|σxx||σyy|yx不同位置应力的方向yx混合位错的应力场**