李晓雁
- 作品数：14 被引量：64H指数：3
- 供职机构：清华大学航天航空学院工程力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术金属学及工艺天文地球更多>>
- FCC金属塑性屈服的尺度效应和应变率响应被引量：5
- 2006年
- 对纳米尺度单晶铜的剪切变形进行了分子动力学(MD)模拟．模拟结果表明,单晶铜的剪切屈服应力随模型几何尺度的增大而降低,而随着应变率的增大而升高．基于位错形核理论,建立了一个修正的指数法则来描述面心立方(FCC)金属的尺度效应,该法则与较大尺度范围内(从纳米到毫米以上)的数值模拟结果以及实验数据都符合得比较好．另外,MD模拟中发现单晶铜存在一个临界应变率,当施加的应变率小于该值,剪切屈服应力几乎不随应变率变化而变化;当大于该值,剪切屈服应力会随着应变率的增加迅速升高。最后根据模拟的结果建立了单晶铜和单晶镍塑性屈服强度的应变率响应模型．
- 郭宇庄茁李晓雁
- 关键词：面心立方金属
- 高熵合金单晶微纳米圆柱的尺寸效应和塑性变形机制
- 李晓雁
- 纳米孪晶金属圆柱的塑性变形机制与断裂行为
- <正>利用大规模分子动力学方法研究了纳米孪晶柱的强度、塑性变形、断裂行为与孪晶厚度以及孪晶界取向之间的联系,并与相关的实验结果进行了对比。分子动力学模拟展示了,当孪晶界的取向垂直于拉伸方向,塑性变形机制表现为位错倾斜于孪...
- 李晓雁Jang DongchanGreer Julia高华健
- 文献传递
- 高熵合金的力学性能及变形行为研究进展被引量：37
- 2020年
- 高熵合金是近年来提出的一种新的合金设计理念,打破了一般合金中以1种或2种元素为主,辅以极少量其他元素来改善合金性能的传统思想,由多种元素以等原子或近似等原子比混合后形成具有独特原子结构特征的单一固溶体合金.高熵合金的多主元特性使其在变形过程中表现出多重机制(包括位错机制、形变孪生、相变等)的协同,因而高熵合金已经展示了优异的力学性能,如高强、高硬、高塑性、抗高温软化、抗辐照、耐磨等,被认为是最具有应用潜力的新型高性能金属结构材料,已经成为国际固体力学和材料科学领域研究的热点.本文首先介绍了高熵合金独特的结构特征,即具有短程有序结构和严重的晶格畸变;随后对近年来针对不同类型高熵合金(包括具有面心立方相、体心立方相、密排六方相、多相以及亚稳态高熵合金)力学性能、变形行为方面的研究成果,特别是强韧化机制以及相关的原子尺度模拟,进行了较为系统的综述;最后强调了高熵合金未来研究中所面临的一些主要问题和挑战,并对其研究进行了展望.
- 李建国黄瑞瑞张倩李晓雁
- 关键词：高熵合金力学性能强韧化
- 金属增材制造中的缺陷、组织形貌和成形材料力学性能被引量：21
- 2021年
- 金属增材制造是近30年发展起来的一种新型制造技术,不同于传统的减材制造过程,它是基于离散-堆积原理,根据设计的三维数据模型,逐层加工获得立体实物的制造技术,具有近净成形、快速制造、设计自由度高等优点,特别适用于具有复杂几何结构的高熔点金属构件的直接成形,在航天航空、核能工业、交通运输、生物医疗等领域具有巨大的技术优势和广阔的应用前景.本文首先介绍了3种典型的金属增材制造技术原理,包括选区激光熔化技术、激光金属沉积技术和选区电子束熔化技术.随后对金属增材制造中的熔合不良、气孔、裂纹等缺陷的形成机理及其控制方法进行了综述,以激光功率、扫描速度和扫描策略等工艺参数为例阐述了工艺参数对成形构件组织形貌的影响,同时介绍了金属增材制造技术在传统合金、高熵合金以及非晶合金等材料中的应用及其力学性能.最后对金属增材制造在扩充可打印的合金体系、量化缺陷与残余应力对材料性能的影响、发展可预测组织形貌的模拟方法、建立金属增材制造数据库和相关标准等方向进行了展望.
- 陈泽坤蒋佳希王宇嘉曾永攀高洁李晓雁
- 关键词：组织形貌力学性能
- 中高熵合金的异构设计及其强韧化机理
- 2024年
- 不同于传统合金,中高熵合金的多主元元素设计使其展示出了独特的结构特征,并表现出中高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应.因此,中高熵合金展示了优异的力学性能,如超高的强度、良好的延展性、突出的耐磨性、抗腐蚀性.然而,中高熵合金依然面临着与传统金属和合金材料同样的强度-延展性相互制约的挑战.通过对中高熵合金的元素成分比例和加工工艺进行设计与调控,其内部能够形成稳定的跨尺度的异质结构,包括原子尺度的局域化学有序、纳米尺度的析出相、亚微米尺度的第二相或晶内缺陷(如纳米孪晶、位错等)以及微米尺度的多模晶粒尺寸.这些通过精心设计的加工工艺引入的、或是在塑性变形过程形成的跨尺度的异质结构能够显著影响材料的塑性变形机制.跨尺度的异质结构能够在阻碍位错运动的同时提高加工硬化能力,从而提高材料强度,并改善材料的延展性.因此,异构设计有助于实现中高熵合金强度与延展性的协同提升.本文对近年来关于中高熵合金的不同尺度的异构设计工作进行了总结评述,同时揭示了不同异构中高熵合金所对应的强韧化机理,最后总结了中高熵合金中异质结构与变形机制和力学性能之间的关系,并对今后研究的重点和方向进行了展望.
- 邢汉峥李晓雁
- 关键词：塑性变形力学性能强韧化机理
- 多壁碳纳米管弯曲导致的扭转
- 2007年
- 文章介绍了多壁碳纳米管弯曲的分子动力学模拟,从原子尺度上解释了由于屈曲失稳而导致的起皱现象,并发现多壁碳纳米管弯曲时会呈现出非线性的力学响应。同时,在模拟过程中,观察到了弯曲诱发扭转的现象,并揭示出扭转变形的内在起因是曲率诱导的晶格错配。
- 李晓雁杨卫
- 关键词：多壁碳纳米管起皱分子动力学
- 纳米孪晶铜的疲劳微观机理研究
- 通过分子动力学和分子静力学模拟了纳米孪晶铜在循环载荷下的裂纹扩展行为.模拟结果表明,纳米孪晶界能够有效提高疲劳裂纹扩展阻力.
- 周小玲李晓雁陈常青
- 原子尺度断裂模拟进展被引量：1
- 2024年
- 材料/结构的断裂是一个多尺度过程,绝大多数断裂过程都涉及到原子键的断裂,因此原子尺度的演化对材料的宏观断裂行为有重要影响.随着实验技术的飞速进步,高清电子显微镜已经可以观察到原子尺度的裂纹,而计算能力的日渐强大使得原子尺度模拟成为揭示实验现象背后的断裂机制、研究众多典型纳米结构材料断裂行为的有力工具.在本综述文章中,首先介绍了原子尺度断裂模拟的加载方法,包括均匀加载、速度梯度加载、K场加载和静水应力加载,并综合对比了上述加载方法的适用范围,然后给出了基于原子尺度信息定量计算断裂韧性的方法,包括能量释放率法、线下面积积分法、临界应力强度因子法、原子尺度内聚力模型法和原子尺度J积分法.随后介绍了近年来有代表性的不同类型的纳米结构材料(包括单晶、多晶、孪晶等晶体结构,非晶结构,异质界面结构)断裂行为模拟研究,例如钝化处理的单晶硅太阳能电池裂纹抗力大大增加、锂离子电池中锂化浓度控制的硅电极韧脆转变、错配应力驱动界面自发分层一步制备大尺度纳米硅片.这些研究结果揭示了实验现象背后的机理,同时和实验结果的一致性也印证了原子尺度模拟的可靠性与准确性.最后强调了原子尺度模拟面临的一些问题和挑战,并对将来的发展方向进行了展望.
- 丁彬高源陈玉丽陈玉丽
- 关键词：纳米结构材料断裂韧性
- 金属疲劳裂纹扩展的原子模拟
- 疲劳一直是金属材料面临的最主要和普遍的问题之一，研究金属材料的疲劳机理能够促进和提高材料的发展和应用，具有重要的工程和科学意义。原子模拟近年来成为揭示材料微观变形机理的一种有效和重要的方法，超大规模计算的发展更是促进了这...
- 周小玲李晓雁陈常青
- 关键词：疲劳裂纹扩展原子模拟剪切带
