《表2 材料参数：单晶铜纳米压痕的取向效应和尺寸效应研究》

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《单晶铜纳米压痕的取向效应和尺寸效应研究》

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由于传统的DDD模拟框架不能处理压痕这样的复杂边界条件，因此文中所用到的DDD模型是将DDD模型与有限元方法相耦合的混合模型[17-19]。其有限元模块采用商业有限元软件ANSYS16.0。研究中进行压痕模拟的有限元模型如图1（a）所示，为了获得更加准确的计算结果，对压头与基体接触区域的网格进行加密处理，加密区的单元尺寸为25b，非加密区的单元尺寸为100b。离散位错动力学模型如图1（b)所示。X和Y方向的尺寸均为1200b、Z向的尺寸为600b，压头的加载方向为Z向。为了研究压痕的取向效应，分别对（001）、（011）和（111）3个晶面取向进行压痕模拟。初始位错源类型为Frank-Read位错源，由于在压痕试验中位错仅仅在压头附近形核并开动，因此，为了减小计算量，Frank-Read位错源仅在试样表面和压头附近随机分布，其分布区间为X∈[-500，500]，Y∈[-400，400]，Z∈[100，300]，如图1(b）所示。为了消除位错分布导致的随机性，每个晶向的模拟重复3次并取平均值来作为最终的结果。3个晶粒取向如表1所示，单晶铜的材料参数如表2所示。