微孔洞的尺寸效应

摘要：

　　大量的实验表明当材料的特征长度降底到微米量级时，金属材料的力学行为展现出强的尺寸效应.在细铜丝的扭转实验中，Fleck et al.(1994)发现当铜丝的直径从170微米降低到12微米的过程中，材料的硬度有明显的提高.对于微米和纳米压痕实验，随着尺寸的减低，材料的硬度也体现明显的增强(Atkinson,1995； Feng and Nix,2004； Chen et al.,2005； McElhaney et al.,1998； Nix,1989； Poole et al.,1996).Yaing(1990)在颗粒增强基复合材料的实验中发现：随着增强颗粒的直径从165微米降低到4.5微米时，宏观的流动应力得到巨大提高.此外，实验发现(Ehrier et al.,2008； Haque and Saif,2003； Lam et al.,2003；Shrotriya et al.,2003； Stolken ami Evans,1998),随着尺寸的降低，材料也将体现明显的尺寸效应. 经典的应变梯度理论由于本构方程中不包含内禀长度因而不能预测金属材料强的尺寸效应.为了解释实验中表现的尺寸依赖，一系列的应雯梯度理论通过引入内禀长度到本构方程中从而解释和预测尺寸效应.应变提理论可以分成两种类型：一种是高阶应变梯度理论，Mindlin(1964，1965)认为高阶应力是应变梯度的功共轭.在这种应变梯度理论中，平衡方程比经典的弹塑性理论更高阶，额外的边界条件被引入.另外一种类型应变梯度理论不涉及高阶应力以及高阶的边界条件，应变梯度通过增加塑性模量起作用.这种应变梯度理论包括：Acharya and Beaudoin (2000),Chen and Wang (2000),Bassani (2001),and Huang et al.(2004).

关键词： 微孔洞 尺寸效应 应变梯度理论 高阶应力 塑性模量

作者: 冯彪 陈少华

作者单位: 中国科学院力学研究所非线性国家重点实验室100190

会议类型: 国内会议

会议名称: 北京力学会第17届学术年会

会议地点: 北京

会议语种:中文

页码: 19-20

在线出版日期: 2011-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）