位错密度和小尺度塑性理论

摘要

本文建立了一种新的小尺度塑性理论.这种理论考虑了位错密度对材料加工硬化的重要影响.在位移自由度u<,i>之外引入了独立的旋转自由度ω<,i>.它们的梯度是弯扭张量.作为弯扭张量的功共轭量,引入了偶应力.新理论可以用来分析材料的尺度效应.应用这种理论,我们对单晶铜、多晶铜和单晶钨的微米压痕实验进行了有限元模拟.计算结果表明,在微米尺度下,随着压头压入深度的减小,材料的硬度明显提高.有限元计算结果和相应的实验结果十分吻合.