单晶γ-TiAl合金纳米切削过程声发射响应的原子模拟

本工作采用分子动力学方法研究了单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的声发射响应。从原子尺度阐述了单晶γ-TiAl合金切削过程中裂纹形成机理。研究发现：切削初期随着切削力持续增大，剪切区域产生周期性的剪切带；与此同时，在高压应力和弹性应力波共同作用下，类晶粒晶界的非晶原子带的产生阻碍了剪切带的持续发射，使主剪切区的应力无法及时通过剪切带释放，产生局部应力集中现象，导致裂纹萌生并扩展；通过对采集的声发射信号分析，压应力会导致切削过程中声发射功率下降。在时域上，通过对微观缺陷演化和声发射功率-频率对比分析，阐述了纳米切削过程中晶格振动、剪切带以及裂纹萌生与扩展的声发射响应特征，并通过聚类分析得到了损伤的功率和频率特性。