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gxd1984

木虫 (正式写手)

[交流] 位错的Long range stress field的形成,抵消以及一些常见位错排布结构的应力场。 已有1人参与

各位虫友,位错的短程应力场是一个上压缩下拉伸的椭圆形场。位错在运动过程中,遵循最低能量的原则,会自发的组成一些configurations。比如位错塞积的,上下排列的单壁等等。这些概念,常见的解释就是,有长程应力场long range stress field。

尽管这个概念见的很多,但我一直对这个概念不是很了解。

我想问几个问题,欢迎大家讨论。

长程应力场对材料硬化的影响?

刃型位错上下排列的单壁形墙的长程应力场是什么方向的?大小和什么相关呢?

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LoveFeArZn
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苏湖

木虫 (正式写手)


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位错的short range/long range stress是在做了coars-graining之后才有意义的概念区分,否则,如MD DDD 位错模拟位错相互作用直接都用原子间作用力 解析位错应力,都是long range。coars-graining之后在连续介质力学框架内谈位错相互作用,那long range stress就是excess dislocation (or GND) induced stress,short range stress就是各种跟local dislocation density and density gradient有关的应力,目的是补偿coars-graining过程中的information lost due to resolution reduction.

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2楼2017-12-14 08:26:52
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gxd1984

木虫 (正式写手)

送红花一朵
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2楼: Originally posted by 苏湖 at 2017-12-14 08:26:52
位错的short range/long range stress是在做了coars-graining之后才有意义的概念区分,否则,如MD DDD 位错模拟位错相互作用直接都用原子间作用力 解析位错应力,都是long range。coars-graining之后在连续介质力学 ...

谢谢!

我对MD DDD 模拟中的这个Coars-graining步骤不了解,可能理解起来还是比较困难。

如果没错的话,SSD 位错形成的比如cell structure,存在的是short range stress,对材料的加工硬化是isotropic hardening,对吧?

excess dislocations, 比如位错pile-ups,会有 back stress and forward stress,这两个stress 是long range stress 吧?

GND 形成的各种结构,存在的都是long range stress吧?

我可能理解的方式不太对。
LoveFeArZn
3楼2017-12-14 09:02:44
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苏湖

木虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
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3楼: Originally posted by gxd1984 at 2017-12-14 09:02:44
谢谢!

我对MD DDD 模拟中的这个Coars-graining步骤不了解,可能理解起来还是比较困难。

如果没错的话,SSD 位错形成的比如cell structure,存在的是short range stress,对材料的加工硬化是isotropic harde ...

Isotropic hardening指的是屈服面各向等程度外扩,比如先拉伸,然后卸载,然后不管是继续拉伸还是反向压缩,屈服点都比原先有等程度提高。
Kinematic hardening指的是屈服面往原先加载方向整体平移,比如先拉伸,然后卸载,然后如果继续拉伸,屈服点比原先更高,但如果反向压缩,屈服点比原先更低。
两个hardening都是应力应变曲线上看到的宏观现象,联系到微观位错动力学解释,short range stress里面(比如最常见的back stress, Taylor yield stress)你看一眼数学公式就知道,isotropic hardening肯定只跟Taylor yield stress有关,而Kinematic hardening跟back stress有关,因为梯度项有方向性。仔细一想long range (shear) stress对Kenimatic hardening应该也有贡献,因为比如位错塞积时GND所引起Long range (shear) stress对同/异号位错平均的作用方向跟gradient of GND一致。

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4楼2017-12-14 18:53:52
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gxd1984

木虫 (正式写手)

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4楼: Originally posted by 苏湖 at 2017-12-14 18:53:52
Isotropic hardening指的是屈服面各向等程度外扩,比如先拉伸,然后卸载,然后不管是继续拉伸还是反向压缩,屈服点都比原先有等程度提高。
Kinematic hardening指的是屈服面往原先加载方向整体平移,比如先拉伸, ...

谢谢!

其实您真的说到了我最模糊的地方。isotropic hardening 和 Kinematic hardening 我都比较清楚。

但是 判断 Back stress是 short range stress 的依据是什么呢?

dislocation pile-ups中塞积的位错不是GND吧?因为这些位错并不承载基体取向的变化,也就是说这些位错和其他位错在性质(lattice rotation)上没有差别,可以这么解释吗?如果dislocation pile-ups 的位错不是GND,那么back stress是否应该不算long range, 而是应该算为short range stress,可以这么理解吗?

GND组成的GNB,比如 dislocation rotation boundaries, 围绕着这些boudaries存在着long range stress , 当然也有barrier hardening。

long range stress 和 back stress, short range stress这些其实应该都是并列的关系。 back stress对应于 kinematic hardening。 short range stress对应着isotropic hardening. 而long range stress 对应着 内部的GNB,所以long range stress hardening与这个GNB的misorientation 成正比。

barrier hardening是这些GNB,也包括孪晶的boundary,引起的hardening。但不是因为long range stress。
LoveFeArZn
5楼2017-12-14 23:46:26
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苏湖

木虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
5楼: Originally posted by gxd1984 at 2017-12-14 23:46:26
谢谢!

其实您真的说到了我最模糊的地方。isotropic hardening 和 Kinematic hardening 我都比较清楚。

但是 判断 Back stress是 short range stress 的依据是什么呢?

dislocation pile-ups中塞积的位错 ...

我也只知道这么多,可能这个可以帮你
The role of geometrically necessary dislocations in giving material strengthening, Scripta Materialia, Volume 48, Issue 2, January 2003, Pages 179-183.

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6楼2017-12-15 06:06:29
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gxd1984

木虫 (正式写手)

送红花一朵
引用回帖:
6楼: Originally posted by 苏湖 at 2017-12-15 06:06:29
我也只知道这么多,可能这个可以帮你
The role of geometrically necessary dislocations in giving material strengthening, Scripta Materialia, Volume 48, Issue 2, January 2003, Pages 179-183....

谢谢啦!我这几天研究下。

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LoveFeArZn
7楼2017-12-15 14:49:58
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