纳晶材料剪切带的演化机制与模型

本项目拟采用实验、理论和数值模拟研究结合为一体的方式系统研究纳晶材料剪切带的演化行为。实验方面，在制备数批纳晶材料试样的基础上，通过有计划的加、卸载操作以及打断试样，采用光学观察、高能X射线衍射、高分辩透射电镜等手段系统研究纳晶材料剪切带的外观和内部微结构的演化过程，给出并比较拉压条件下纳晶材料剪切带的演化机制，分析晶粒尺寸、应变率及试件尺寸对剪切带演化的影响。同时，在建立基于纳米晶粒晶界层次的有限元模型的基础上，模拟研究剪切带的演化情况，进一步量化分析晶粒尺寸分布、晶粒转动与各相异性等对剪切带演化的影响，全面揭示纳晶材料剪切带的演化机制。在此基础上提出将纳晶材料剪切带的演化过程分为启动、发展和失稳三个阶段，针对这三个阶段分别构建能定量描述剪切带演化的力学模型，从力学理论上较好地阐述这种变形局部化行为，为寻求定量设计和试制既有高强度又具备高延性的纳晶材料奠定很好的理论基础。