Компьютерное моделирование процесса поперечного скольжения дислокаций при различных режимах нагружения кристаллов

• Автор: Подсобляев, Денис Станиславович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с.

ЧАСТЬ 1 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОПЕРЕЧНОГО СКОЛЬЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ
Введение
Глава 1. Обзор литературы
§1.1. Влияние внутренних полей напряжений на процесс поперечного
скольжения дислокаций
§1.2. Постановка задачи
Глава 2. Движение винтовой дислокации с учетом ее поперечного скольжения в поле одноименной с ней винтовой дислокации. Модель и алгоритм
§2.1. Условие перехода винтовой дислокации из основной плоскости
скольжения в поперечную
§2.2. Описание модели и метода расчета
§2.3. Выбор начального положения пробной дислокации и величины внешнего напряжения
Глава 3. Движение винтовой дислокации в поле одноименной с ней дислокации под действием постоянной нагрузки
§3.1. Области движения пробной дислокации в поле задающей по
основным плоскостям скольжения
§3.2. Области движения пробной дислокации в поле задающей по
плоскостям поперечного скольжения
§3.3. Возможные типы траекторий движения дислокации при постоянной
внешней нагрузке
§3.4. Траектории движения пробной винтовой дислокации в поле одноименной с ней задающей дислокации при различных значениях и различных направлениях внешней нагрузки. Критические значения внешнего напряжения
§3.5. Высоты выброса дислокации в результате поперечного скольжения
Глава 4. Моделирование движения винтовой дислокации в поле одноименной с ней дислокации под действием ультразвука
§4.1. Траектории движения пробной винтовой дислокации в поле одноименной с ней задающей дислокации при знакопеременной
внешней нагрузке
§4.2 Зависимость размера и формы областей старта пробной винтовой
дислокации от параметров задачи
§4.3. Высоты выброса дислокации в результате поперечного скольжения

Часть 1 Компьютерное моделирование процесса поперечного скольжения дислокаций
Введение
Процесс поперечного скольжения играет важную роль в развитии пластической деформации кристаллов. Так, поперечное скольжение представляет собой один из механизмов преодоления скользящей дислокацией локальных или протяженных барьеров. Поперечное скольжение служит важным способом формирования источников размножения дислокаций по механизму, известному как двойное поперечное скольжение, предложенному Келером [1] и Орованом [2]. С двойным поперечным скольжением тесным образом связан процесс образования и расширения полос скольжения, характерный для начальной стадии пластической деформации.
Как показано в [3], поперечное скольжение может играть существенную роль в процессе аннигиляции винтовых дислокаций, представляющем собой механизм динамического отдыха, характерный для третьей стадии деформационного упрочнения металлов с ГЦК и ОЦК решетками.
Особое значение поперечное скольжение приобретает, если кристалл подвергается действию знакопеременного нагружения. В этом случае, даже когда дислокации генерируются источниками Франка-Рида, их работа оказывается неэффективной без поперечного скольжения [4-6]. Это обусловлено тем, что в следующие друг за другом полупериоды нагружения источник испускает дислокации противоположных знаков, и дислокации, испущенные источником за один полупериод и оставшиеся в первичной плоскости скольжения, аннигилируют в течение следующего полупериода.
Явление поперечного скольжения наблюдалось во многих кристаллах при помощи различных экспериментальных методов: вакуумное
декорирование, рентгеновская топография, электронная микроскопия и другие как при знакопостоянном, так и при знакопеременном нагружении (см., например, [7-9]).

».--«.Ай-*
2_ „ст . „ст
(Ті — Ті + т2
3). Уй>у0>Ус - зона захвата, стартуя из этой зоны дислокация будет
захвачена полем задающей,
у Гл =Уо2>еслиЛл ~К» о-і-тГ +о
' “ = УІ, еслиД, > Ст] _т- < г“ + а2 ’
где у02 - ордината точки 02, а - ордината нижней точки окружности
радиуса Ял(см. рис.10). Следовательно,

у _ _ (72 + <*,) СИ V. _<гт ,
у* ~~'кгТпт~~ <п 7Гг- ’ 1 ~ 1 Тз
+ЛГ (0-1 - Ті ) +(т2 + ст2)

2(а~тГУ
Гс2 =-КА=- ГТ7 если о*! - тГ < т? + <х2
(41)
4. Ус>у0> Уй - поперечное скольжение в направлении отрицательных у. У -ордината нижней точки окружности радиуса Ир (см. рис. 10), равная
Гл=-Я,ф+1)Л/2=-(1 + 4
/ (Тх — Т] +2 2
5. У0УЙ- нет поперечного скольжения.
6. 0<О2<Т2Ст
Картину распределения областей движения пробной дислокации для случая сг2 <т2и получим, совмещая рис.7 и 9. Мы вновь имеем девять
областей. В областях А*М, С*М, В*и, B*N движение дислокации возможно либо только в основной, либо только в поперечной плоскостях. Область В*М - область остановки. Из оставшихся четырех областей, в
которых возможно движение как в основной, так и в поперечной
плоскостях, интерес представляют лишь А*и и Д*Л/, потому что две другие области С*и и С*Л/ являются недоступными для пробной дислокации, если она стартует со стороны х<0.
Исследуем область А*С'. Сравнивая |т,эфф| и |т2фф| (см. формулы (33),
(34)), получим окружность радиуса Яа , проходящую через начало координат и точку 01 на рис. 11.