有限应变超塑性的理论

本文分析了多晶体的塑性流动，假设晶粒足够细小，以至于速率限制过程是晶界滑移，并且晶粒通过滑移轻松调整其形状以保持空间连续性。研究表明，将具有随机取向晶粒的多晶体视为均匀各向同性的连续介质（即使在其尺度远大于晶粒尺寸的动力学介质中处理时）会导致严重错误。晶粒的多面体性质从根本上影响了塑性流动，因为相邻晶粒的相对速度被约束在共同的边界平面上，只有面内剪切应力对其相对运动有贡献。这种约束决定了材料介质速度场的散度不为零，塑性变形必然涉及晶粒体积变化，而这种变化只能是弹性的。由于存在弹性极限，断裂成为塑性流动的必要步骤。本文发展了一种塑性流动的理论方法，并重点研究了从零应变到断裂应变的超塑性变形。该理论能够定量解释超塑性材料中观察到的特征，并回应了该领域的许多未解问题。