【摘 要】
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金属玻璃由于其特殊的原子结构排布,因此具有优异的物理、化学和力学性能,这为金属玻璃在各个领域的广泛应用奠定了基础。但由于金属玻璃的室温脆性,使得其不能作为承载的结
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金属玻璃由于其特殊的原子结构排布,因此具有优异的物理、化学和力学性能,这为金属玻璃在各个领域的广泛应用奠定了基础。但由于金属玻璃的室温脆性,使得其不能作为承载的结构件,不能充分发挥优势。因此,为增加其塑性,人们在金属玻璃中引入第二相,得到了金属玻璃基复合材料。本文以内生晶相和外加颗粒金属玻璃基复合材料作为研究对象,通过拉伸、压缩和纳米压痕实验及相关的有限元模拟,来研究第二相的加入对金属玻璃塑性的影响,金属玻璃复合材料的拉伸和压缩变形行为。本文的具体工作如下：(1)在已有实验研究的基础上,结合文献中的实验数据,合理选用能够较好反映金属玻璃拉压不对称行为的Drucker-Prager屈服准则。采用ABAQUS中自带的本构模型,分别选用单颗粒和多颗粒两种代表性体积单元来模拟内生晶相块体金属玻璃基复合材料的拉伸和压缩行为。结果表明：采用Drucker-Prager模型能够较好地模拟内生晶相金属玻璃基复合材料拉伸和压缩的应力应变曲线。(2)对Zr55Cu30Ni5Al10金属玻璃及(Zr70Ni10Cu30)84Ta6Al10金属玻璃复合材料进行拉伸、压缩及不同加载速率和最大加载载荷情况下的纳米压痕实验。拉压实验表明：第二相的引入使得金属玻璃的塑性得到很大的提高。纳米压痕实验表明：金属玻璃在压缩下的变形行为具有明显的加载率依赖性和蠕变效应。(3)利用有限元软件ABAQUS模拟外加颗粒的金属玻璃基复合材料的拉伸和压缩行为,并对Zr55Cu30Ni5Al10金属玻璃的纳米压痕过程进行模拟,并结合理论分析硬度与压入深度的关系,进而选用合适的本构模型对金属玻璃压缩变形的率效应和蠕变效应进行了模拟。
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