一种刻画纳米晶材料中应力诱导晶粒长大的多尺度本构模型

项目名称： 一种刻画纳米晶材料中应力诱导晶粒长大的多尺度本构模型

项目编号： No.11402203

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李建军

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 应力诱导晶粒长大能有效提高纳米晶材料的强韧综合性能，从而为制备轻质、高强、高韧的材料开辟了一条新的途径。已有研究表明，晶粒在应力诱导下主要有两种长大模式——晶界迁移和晶粒旋转。目前晶界迁移的机理已较为清楚，而晶粒旋转由于较少发生于双晶结构，其机理尚缺乏深入研究。本项目在揭示晶粒长大机理的基础上，旨在构建一种多尺度本构模型，定量表征晶粒长大对纳米晶材料强韧性能的影响。首先，利用分子动力学模拟研究晶粒旋转及其与晶界迁移相耦合的机理；其次，采用固体缺陷理论建立相应的力学模型，考察晶粒长大过程的能量变化及临界驱动应力，进一步阐明应力诱导晶粒长大的机理；最后，在介观尺度建立模拟应力诱导晶粒长大过程的相场微弹性模型，并将该介观模型引入至宏观的粘塑性本构模型中，构建刻画晶粒长大的多尺度本构模型，从而为设计具有最优强韧综合性能的纳米晶材料提供方便可行的理论指导。

中文关键词： 纳米晶粒长大；晶粒旋转；晶界迁移；位错；强度和韧性

英文摘要： Stress-driven nano-grain growth (NGG) plays a significant role in improving the synergy of strength and ductility in nanocrystalline materials, which provides a new route for fabricating light materials with high strength and ductility. Extensive investig

英文关键词： nanograin growth；grain rotation；grain boundary migration；dislocation；strength and ductility