基于连续介质理论描述微柱压缩中的不稳定性

摘要

近几年的实验研究表明亚微米尺度单晶柱压缩过程中呈现出许多反常的特征,如强度的尺寸效应,应变突跳以及变形局部化现象.经典的连续介质力学由于缺乏描述材料微结构的能力而不再适用.本文基于实验现象和位错动力学模拟,将位错引起的微观机制引入到晶体塑性理论中,模拟结果与实验较好的吻合:(1)由于位错的匮乏,位错源主导了强度的尺寸效应,有效源长度与微柱尺寸有着强烈的依赖关系.(2)随着尺寸的减小,应变突跳越来越明显,变形的随机性越来越大.(3)变形的局部化是由于材料内部缺陷引起的.(4)微柱呈现高度局部化还是较为均匀的变形是由于位错近程相互作用和远程相互作用竞争的结果.