单晶/多晶镍复合体剪切过程分子动力学模拟

摘要

采用整体叶盘技术将不同性能指标的单晶镍涡轮叶片和多晶镍盘片连接为一个整体,然而却带来盘叶连接区断裂失效问题,严重制约了该技术的发展.为此,本文采用分子动力学研究单晶/多晶镍复合体的剪切性能.首先讨论了不同晶态镍的剪切性能,然后重点研究了单晶/多晶镍复合体的剪切速率效应与温度效应.结果 表明:相比于单晶镍,由于多晶镍的加入,单晶/多晶镍复合体的整体剪切应力水平有所下降,其剪切强度显著小于单晶镍的剪切强度.不同晶态镍剪切变形进入塑性阶段后,出现类似于宏观材料颈缩的现象,靠近颈缩区的原子发生局部错动、重排以及部分非晶化.随着剪切速率的增加,单晶/多晶镍复合体的剪切模量逐渐增大.随着温度升高,单晶/多晶镍复合体剪切模量却呈现下降趋势.