Dislocation Networks and the Microstructural Origin of Strain Hardening
当金属塑性变形时，随着显微组织的不断细化，位错的总密度随着应变而增加，导致应变硬化行为。在这里，我们报告的结形成过程中所发挥的基本作用，在面心立方（FCC）铜的位错微观结构演化和应变硬化率之间的连接，所揭示的离散位错动力学（DDD）模拟。在[001]加载过程中形成的位错网络由长度严格遵循指数分布的线段组成。这种指数分布是由不同滑移面上的位错形成的结的结果，其可以被建模为一维泊松过程。我们发现，根据指数分布，位错微观结构的演变是由两个无量纲参数，和硬化速率控制的稳定结形成的速度。通过在DDD模拟中选择性地禁用特定的结类型，我们发现在FCC晶体中的四种类型的结中，滑动结对应变硬化率做出了主要贡献。
2017-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and high strain rate dependence of tensile deformation behavior in single crystal iron from dislocation dynamics simulations
我们进行位错动力学（DD）模拟铁周期单晶拉伸载荷下在几个高应变率和温度。模拟使最近发展的温度依赖的位错迁移率关系从原子计算。在模拟中的塑性演化是由快速的初始位错增殖，其次是饱和的流动应力时，缓慢的塑性载体的亚群变得稳定的位错湮灭。在500 K以上，刃型位错与螺型位错共存，对流变应力的贡献成正比。DD模拟被用来解释冲击加载实验在铁方面的相对重要性，不同的强化机制。我们发现，在$10^4$ -$10^6$的$^{-1}$应变速率制度，加工硬化解释了冲击加载的大块铁晶体的硬化。
2013-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Avalanches and rate effects in strain-controlled discrete dislocation plasticity of Al single crystals
采用三维离散位错动力学模拟方法研究了面心立方铝单晶的应变控制塑性形变。在描述了平均应力-应变曲线的速率和尺寸依赖性之后，我们研究了幂律分布的应变爆发和平均雪崩形状，并找到了一个普适的幂律指数$τ\approx 1.0$，它表征了所有施加的应变速率和系统尺寸，同时也表征了事件的大小和持续时间.我们讨论了我们的结果对加载速率的依赖性，并将这些与以前的研究的应变控制的二维系统的离散位错，以及准静态应力控制加载的铝单晶。
2023-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Geometric treatment of conduction electron scattering by crystal lattice strains and dislocations
本文基于固体形变的微分几何处理，发展了一个非均匀晶格应变对传导电子散射的理论。由此产生的完全协变的薛定谔方程表明，电子可以被描述为在变形晶格的连续极限中的非欧几里德背景空间中运动。与以前的工作不同，该形式主义适用于涉及纯弹性应变以及离散和连续分布的位错的情况-在后两种情况下，它清楚地划分了位错应变场和核心的影响，并分别区分弹性和塑性应变的贡献。电阻率由于应变场的刃位错，然后使用微扰理论和玻尔兹曼输运方程进行评估。由此产生的数值估计铜显示良好的协议与实验值，表明刃位错的电阻率并不完全是由于核心，目前的模型相反。本文还讨论了该方法在约束量子系统中应变效应研究中的可能应用。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Connecting strain rate dependence of fcc metals to dislocation avalanche signatures
该研究通过位错动力学模拟揭示了面心立方金属在不同应变率下的位错行为，展示了应变率如何影响位错雪崩的大小和分布，从而解释了材料变形的速率敏感性机制。
2025-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Plastic response by dislocation glide in solid helium under dc strain rate loading
本文建立了一个研究He-4固体中位错滑移和塑性的模型。该模型考虑了Peierls势垒、位错的增殖和相互作用，以及导致位错滑移的经典热激活和机械激活过程。我们专门研究直流应力-应变曲线，以及它是如何受到温度，应变速率和位错密度的影响。作为温度和剪切应变的函数，我们观察到塑性形变，并讨论这可能是如何与实验观察到的弹性异常，在固体hcp的He-4，已经讨论了与超固态或巨塑性的可能性。我们的理论给出了几个预测的直流应力-应变曲线，例如，屈服点和加工硬化率和塑性耗散峰的变化，可以直接比较恒定应变速率实验，从而提供模型参数的界限。
2013-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Study of Irradiation-Induced Defect and Dislocation Evolution in Strained Nickel
NOMATEN Centre of Excellence, National Centre for Nuclear Research（NOMATEN卓越中心，国家核研究中心）
该研究通过分子动力学模拟，探究机械应变对镍单晶辐照诱导缺陷和位错演化的影响，发现拉伸应变改变缺陷动力学，热尖峰特性变化，肖克利型部分位错主导响应，总位错密度和肖克利位错密度达饱和值，科克斯 - 梅金模型可描述其应变相关演化。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the full lattice strain tensor of a single dislocation by High Angular Resolution Transmission Kikuchi Diffraction (HR-TKD)
利用高分辨率透射菊池衍射（HR-TKD）在扫描电子显微镜（SEM）上绘制了纯钨中位错引起的全晶格应变张量和晶格旋转。的HR-TKD测量同意非常好的前向计算使用弹性各向同性模型的位错及其伯格斯矢量。我们的研究结果表明，HR-TKD在SEM中的空间和角分辨率足够高，以解决个别位错附近的晶格畸变的细节。这种能力开启了许多新的有趣的机会，例如以快速和直接的方式确定未知位错的Burgers矢量。
2018-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation Density-Based Plasticity Model from Massive Discrete Dislocation Dynamics Database
通过对200多个单轴拉伸下塑性形变的离散位错动力学（DDD）模拟的系统粗粒化分析，提出了一个基于位错密度的单晶铜应变硬化模型。建议的本构模型有两个组成部分：一个广义泰勒关系连接解决剪切应力的位错密度在个人滑移系，和一个广义Kocks-Mecking模型的位错增殖。DDD数据强烈表明，对数依赖的流动应力的塑性剪切应变速率上的每个滑移系，和，等效地，指数依赖的塑性剪切应变速率上解决的剪切应力。因此，建议的广义泰勒关系包含Orowan关系的塑性流动。DDD数据还要求对位错倍增的Kocks-Mecking模型进行修正，以考虑塑性剪切应变率可忽略不计的滑移系上位错密度的增加。这是通过允许每个滑移系上的倍增率包括来自两个共面滑移系的塑性应变率的贡献来实现的。由此产生的本构模型成功地捕捉应变硬化率依赖于加载方向的DDD模拟预测，这也是与现有的实验相一致。
2020-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Continuum dislocation theory accounting for statistically stored dislocations and Taylor hardening
本文发展了小应变连续位错理论，该理论考虑了统计存储位错和单晶的泰勒硬化。作为例子，在该理论范围内解决了单晶单滑移变形的反平面约束剪切问题。得到了最终平衡状态下几何必需位错的分布以及表现Bauschinger平移加工硬化和尺寸效应的应力-应变曲线，并与不含统计位错和Taylor硬化的连续位错理论得到的应力-应变曲线进行了比较。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Nonsingular stress and strain fields of dislocations and disclinations in first strain gradient elasticity
本文的目的是在Mindlin梯度弹性理论框架下研究位错和向错的弹性应力应变场。我们考虑简单但严格的版本Mindlin的第一梯度弹性与一个材料长度（梯度系数）。使用应力函数法，我们发现修改后的应力函数的所有六种类型的Volterra缺陷（位错和向错）位于各向同性和无限延伸的介质。利用这些应力函数，我们得到了位错和向错的应力场和应变场的精确解析解。这些弹性应变和应力的解的优点是它们在缺陷线处没有奇点。它们是有限的，并且在缺陷核心区域具有最大值或最小值。应力和应变在缺陷线处为零或具有有限的最大值。应力的最大值可以用作可能发生断裂和失效时的临界应力水平的量度。因此，在这样一个简单的梯度理论中，应力和弹性应变的奇异性都被消除了。此外，我们还给出了在非奇异应力作用下，Eringen非局部弹性力学中与非局部应力的关系。
2005-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced mobility of dislocation network nodes and its effect on dislocation multiplication and strain hardening
本文通过对比MD与DDD模拟，发现BCC晶体中位错网络节点具有此前未知的运动自由度，将其纳入DDD后可显著改善对位错增殖、回复和存储及应变硬化的预测。
2024-04-02 cond-mat.mtrl-sci
A model for the interaction of dislocations with planar defects based on Allen-Cahn type microstructure evolution coupled to strain gradient elasticity
在经典弹性理论中，位错的应力场具有$1/r$型奇异性。当这样的位错被认为是与一个艾伦-卡恩型相场描述的微观结构演化，这导致奇异的驱动力的序参量，导致在非物理（和离散化依赖）的预测之间的相互作用的位错和相，孪晶或晶界。我们引入了一个基于第一应变梯度弹性的框架来正则化位错核。它示出，使用的应变能量密度是二次的梯度的弹性形变的结果在非奇异应力，但可能会导致奇异的驱动力，而应变能，这是二次的梯度的全变形张量，正则化的应力和驱动力的序参量，因此是一个合适的选择。使用一个全面的例子证明了该框架的适用性。
2021-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary strain hardening from dislocation loops in defect-free Al nanocubes
晶体缺陷的相互作用导致块体金属的应变硬化。具有高堆垛层错能（SFE）的金属，例如铝，由于不能形成堆垛层错和变形孪晶而倾向于具有低应变硬化速率。在这里，我们使用原位SEM机械压缩，发现胶体合成的无缺陷的114纳米铝纳米立方体结合了4.1 GPa的高线性应变硬化率与1.1 GPa的高强度。这些纳米立方体具有3nm的自钝化氧化层，其对机械行为和位错结构的积累具有很大的影响。压缩后的TEM成像显示稳定的棱柱位错环和堆垛层错的情况下。MD模拟与位错环的形成和应变硬化的表面氧化物。这些结果表明，表面和界面性能的轻微修改可以引起巨大的变化，在高SFE金属的机械性能。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Deformation band patterns and dislocation structures in finite strain crystal viscoplasticity
基于位错密度演化的有限应变晶体粘塑性模型，研究了单晶与多晶在强潜在硬化下的变形带图案化现象，并引入应变梯度塑性解决微结构尺寸对网格的依赖性。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Analytic model of the remobilization of pinned glide dislocations: including dislocation drag from phonon wind
在本文中，我们讨论了非常高的应变率制度内的分析模型描述适用于多晶体的移动-不动位错相交的非恒定位错阻力系数的影响。基于以前的工作位错阻力，我们估计它的温度和压力的依赖性及其对应力-应变率关系的影响。在高温区，我们表明，阻力可以保持主导作用，即使到中间应变率。我们还讨论了具有极限位错速度的后果，这是通常由位错阻力的分析模型预测的功能，但这是有争议的，因为一些MD模拟预测超音速位错。
2020-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Direct Imaging of Hydrogen-Driven Dislocation and Strain Field Evolution in a Stainless Steel Grain
本研究通过原位X射线衍射成像揭示了氢驱动不锈钢晶粒中位错和应变场的演化机制，提供了氢诱导位错行为的实验验证和多尺度建模基础。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic dislocation theory of high-temperature deformation in aluminum and steel
本文将前人发展的位错热力学理论应用于铝和钢的高温变形分析。使用基于物理的参数，我们预计理论上是独立的应变率和温度，我们能够拟合实验应力-应变曲线为三个不同的应变率和三个不同的温度为这两种材料。我们的理论曲线包括屈服转变在零应变与实验一致。我们发现，即使在最低的温度和最小的应变速率，热软化效应是重要的。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Strain relaxation by dislocation glide in ZnO/ZnMgO core-shell nanowires
核-壳半导体纳米线中失配应力的塑性弛豫会导致结构缺陷，不利于应用。在ZnO纳米线上制备了Zn{0. 7}Mg{0. 3}O/ZnO量子阱异质结构。应变沿a和c轴的纤锌矿结构是放松通过滑移位错半环从自由表面，在金字塔和棱柱形平面。在势垒中封闭一些半环以适应量子阱堆叠的两个连续界面处的失配。在纳米线芯内也观察到位错：与二维结构相反，芯和壳都可以塑性弛豫。
2012-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Rate- and Line-Length-Dependent Screw Dislocation Glide Mechanisms in BCC Refractory Metals and Alloys
Department of Materials Science and Engineering, University of Michigan（密歇根大学材料科学与工程系）
本研究通过分子动力学和应变增强超动力学方法，揭示了BCC难熔金属和合金中位错滑移机制受应变率、位错线长度和化学成分的联合影响。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci
On the incompatibility of strains and its application to mesoscopic studies of plasticity
结构转变总是受到晶格畸变的影响。如果物体要保持无裂纹，应变场不能是任意的，而必须满足圣维南相容约束。同样，在含有位错的介质中必须满足与实际位错网络一致的不相容性约束。这种约束可以被纳入基于应变的自由能泛函来研究位错对相稳定性的影响。我们提供了一个系统的分析，这个约束在三维空间，并显示如何三个不相容方程容纳任意的位错密度。这种方法允许通过最小化自由能来计算具有空间不均匀微观结构和位错分布的各向异性材料的内部应力场。通过计算刃型位错的应力场并与无限大各向同性介质中刃型位错的应力场进行比较，说明了这一点。我们概述了如何利用这个过程来研究的相互作用的塑性与极化和磁化。
2010-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation avalanches from strain-controlled loading: A discrete dislocation dynamics study
本文利用二维离散位错动力学模拟研究了晶体固体的应变控制塑性形变。为此，我们表征的平均应力-应变曲线，以及应变突发的统计特性和相关的应力下降作为施加的应变率和刚度的函数的应变机系统。位错系统表现出应变速率敏感性，使得在给定应变下较大的施加应变速率导致较高的平均应力。在小应变率和驱动弹簧刚度的限制下，位错雪崩的大小和持续时间在截止尺度上呈幂律分布，并表现出时间上不对称的平均形状。我们讨论的驱动参数的结果的依赖性，并比较我们的结果从以前的模拟准静态应力控制加载。
2021-08-06 cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
Interfacial strain relief by periodic dislocation doublets emerging from rotationally related orientation relationships of Y4Zr3O12 dispersions in ferrite matrix
通过透射电子显微镜、图像模拟和晶体学模型，利用分散在体心立方Fe基体中的Y 4 Zr 3 O 12纳米析出相，研究了三方晶/体心立方取向关系及其发生的可能性.两个由旋转相关的方向关系：[1-20]||[111]（21-2）||（-110）和[1-20]||[111]与（00-3）||（-110），并且对于两个OR，在（110）中的应变界面处识别错配位错偶极子的周期性阵列。结合极射投影，进一步推导出Y_4Zr_3O_（12）/bcc体系中18个能量上可行的OR，其中包括本研究中的两个优势OR和文献中的其他OR。产生具有最少数量的位错偶极子的界面的取向关系是最常见的。
2021-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Metal Structure at Intense Plastic Strains: Molecular Dynamics Simulation
用计算机模拟方法研究了不同强度载荷下位错运动的动力学。已确定位错具有几种不同的结构状态。位错“带”在大弯曲晶界的形成中起重要作用，因此，在细晶粒的形成中起重要作用。建立了弹性应变阶段和非弹性应变阶段的交替关系。在剪切载荷下，鉴于特殊的动力学，系统将不得不积累导致新的边界和细晶粒形成的位错的整个集合。
2003-05-07 cond-mat.mtrl-sci
The gauge theory of dislocations: static solutions of screw and edge dislocations
本文研究了连续固体中静态位错的T（3）-规范理论。我们使用最一般的线性本构关系双线性的弹性变形张量和位错密度张量的力和赝动量应力的各向同性固体。本构关系包含六个材料参数。在这个理论中，力和伪力矩应力都是不对称的。该理论具有四个特征长度l1、l2、l3和l4，并给出了它们的显式表达式。首先导出了位错平动规范理论中力应力主方程的三维格林张量。然后，我们研究广义平面应变（反平面应变和平面应变）的情况。利用应力函数法，我们找到了螺型位错和刃型位错的修正应力函数。螺位错的解是用一个独立的长度l1=l4给出的。对于刃型位错的问题，仅出现两个特征长度l2和l3，其中一个与螺型位错的l2=l1相同。因此，该理论对于广义平面应变只有两个独立的长度。如果刃型位错的两个长度l2和l3相等，我们得到刃型位错，它是修正的Volterra刃型位错的规范理论版本。在对称应力的情况下，我们恢复了以前得到的著名结果.
2008-10-02 cond-mat.mtrl-sci
An Exactly Solvable Phase-Field Theory of Dislocation Dynamics, Strain Hardening and Hysteresis in Ductile Single Crystals
本文发展了韧性单晶位错动力学、应变硬化和滞后的精确可解相场论。该理论解释了：位错线在滑移面上的任意数量和排列;位错线之间的长程弹性相互作用;由分段二次Peierls势产生的位错的核心结构;位错与所施加的解析剪切应力场之间的相互作用;以及与短程障碍物和晶格摩擦的不可逆相互作用，导致硬化、路径依赖性和滞后。本理论的一个主要优点是，它是易于分析的，在这个意义上，计算的复杂性可以减少，与援助的封闭形式的解析解，在点障碍网站的相场的值的确定。特别是，在计算中不需要数值网格。的相场表示，使复杂的几何和拓扑结构的转变，在位错系综，包括位错环成核，弓出，捏，形成奥罗万环。该理论还允许考虑不同的强度和位错线能量各向异性的障碍。该理论预测了一系列的行为，这是在定性的协议与观察，包括：硬化和单滑移单调加载下的位错增殖;反向加载下的Bauschinger效应;褪色记忆效应，从而反向屈服逐渐消除了以前的加载的影响;循环加载下的位错密度的演变，导致特征“蝴蝶”曲线;和其他。
2001-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Irradiation-induced strain localization and strain burst suppression investigated by microcompression and concurrent acoustic emission experiments
微试样的塑性形变的特征是位错雪崩引起的大的间歇性应变爆发。在这里，我们调查如何离子辐照影响这一现象在单滑移单晶塑性。为此，在SEM中进行了取向为基底滑移的Zn微柱的原位压缩。独特的实验装置还允许同时记录变形过程中从样品发出的声发射（AE）信号。结果表明，辐照引入了均匀分布的基底位错环，导致硬化的样品以及应变软化，由于在较大的应变位错沟道。使用所用的变形方案，发现应变破裂尺寸由于沟道而减小。同时记录的AE事件与应变爆发和他们的分析提供了更多的信息的细节集体位错动力学。结果发现，照射后AE事件的发生率显着下降，但其他统计特性没有改变。这是由于出现了一种新型的塑性事件为主的短程位错障碍物的相互作用，不能检测到的AE传感器。
2022-06-28 cond-mat.mtrl-sci
An observation on the experimental measurement of dislocation density
几何必要位错（GND）密度的测量中忽略弹性应变梯度的常见做法是严格审查。得出的结论是，这种做法可能会导致实质性的错误。我们的分析点的重要性，空间变化的弹性应变场的大小在推断估计位错密度的测量。
2013-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio parametrised model of strain-dependent solubility of H in alpha-iron
利用从头算方法，计算了间隙氢对α-铁弹性性质的影响，并讨论了氢与均匀应变场的相互作用。特别是我们计算的H solublility在Fe受到流体静力学，单轴和剪切应变。为了比较，这些相互作用成功地使用一个简单的模型参数完全来自从头算方法。结果被用来预测的溶解度H在空间变化的弹性应变场，代表现实的位错以外的核心。我们发现一个强大的方向依赖的H-位错的相互作用，导致强吸引力的H刃位错的轴向应变分量和螺旋位错沿临界< 111 >滑移方向取向。我们进一步发现位错核心周围的H浓度增强，与实验观察一致。
2012-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of size, temperature and strain rate on dislocation density and deformation mechanisms in Cu nanowires
在本研究中，分子动力学（MD）模拟已被执行，以了解纳米线的尺寸，温度和应变速率上的位错密度和变形机制在$<$ 100 $>$铜纳米线的变化的效果。纳米线尺寸在1.446-43.38 nm范围内变化，长度恒定为21.69 nm。在10 K ~ 700 K的温度范围内，应变速率为$5 \times 10^7$ - $1 \times 10^9$ s $^{-1}$。对于所有的条件，位错密度$(ρ)$的变化已被计算为应变的函数。结果表明，位错密度随应变的变化呈现两个阶段：（i）小应变时的位错耗尽阶段;（ii）高应变时的位错饥饿阶段。但随着尺寸的减小和温度的升高，位错耗尽速率增大，导致位错耗尽阶段提前过渡到位错饥饿阶段。同样，随着应变速率的增加，位错耗尽速率和转变应变也增加。
2019-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Dislocations in the Field Theory of Elastoplasticity
利用弹塑性线性理论，给出了各向同性固体中螺位错和刃位错的解。计算了应力场、应变场、位移场、畸变场、位错密度和弯矩应力。应力场、应变场、位移场和畸变场均不存在经典弹性力学所预言的奇异性。利用所谓的应力函数法，我们找到了螺位错和刃位错的修正应力函数。
2003-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Study of Irradiation-Induced Plastic and Lattice Strain in Tungsten
本研究提出一种从原子模拟快照分解弹塑性变形的方法，通过分子动力学模拟揭示了钨在辐照下塑性应变与晶格应变的转化机制，发现棱柱位错环聚集引发位错蠕变与晶格膨胀，并将塑性转变分为纯滑移和伴随膨胀的滑移两类。
2023-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Deformation potential scattering from dislocations in III-V nitride quantum wells
本文提出了位错周围应变场对二维电子气的形变势载流子散射理论。将所得结果应用于Al（Ga）N/GAN量子阱中III-V族氮化物二维电子气输运特性的研究。一个假设的带电核已被关联为{ \em唯一}散射势分析的氮化物的传输研究的实验结果，我们严格检查这个假设在我们的应变场散射的结果。通过计算所有可能的散射机制的影响，我们衡量的重要性，应变场散射位错。
2001-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Reversible Modulation of Thermal Conductivity in GaN through Strain-Field Screening around Dislocations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Mines Saint-Étienne（圣艾蒂安国立高等矿业学院）
研究通过应变调控GaN中位错集合，实现热导率的可逆增强，揭示了应变对晶格热导率的调控机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Modeling directional hardening and intrinsic size effects using a dislocation density-based strain gradient plasticity framework
这项工作提出了一个位错密度为基础的应变梯度$J_2$塑性框架，模型的强度贡献，由于几何必要位错（GNDs）使用低阶，泰勒硬化背应力模型。引入了一个各向异性因子来表征$J_2$塑性框架中晶粒间的差异硬化。对有限变形塑性模型的时间积分采用隐式数值算法。该框架首先用于预测由于在循环加载过程中的GND诱导的背应力的定向硬化。变形轮廓进行了研究，以了解子结构属性有助于定向硬化。然后，该框架被用来预测的内在的，晶粒尺寸相关的多晶粒系综加强。具有不同晶粒尺寸的模拟模型预测与霍尔-佩奇效应，也与阿什比的硬化模型，由于GNDs在polygrain合奏同意。
2022-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Homogeneous nucleation of dislocations as bifurcations in a periodized discrete elasticity model
本文提出了一种用周期离散弹性模型描述的二维剪切晶体中位错均匀形核的新方法。当晶体被剪切超过临界应变$F=F_{c}$时，应变的无位错状态通过亚临界音叉分叉变得不稳定。选择固定的最终施加应变$F_{f}>F_{c}$，通过在不同的时间间隔$t_{r}$期间设置$F=F_{f}t/t_{r}$，可以达到包含两个或四个刃位错的不同的同时稳定的静止构型。在$t_{r}$之后的特征时间，一个或两个偶极子成核、分裂，并且所产生的两个刃位错以相反的方向移动到样品边界。数值延拓显示了如何配置不同数量的刃位错对出现从无位错状态的分叉。
2007-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation correlations in GaN epitaxial films revealed by EBSD and XRD
通过EBSD和XRD研究GaN外延薄膜中位错相关性，利用自相关函数确定屏蔽距离，发现位错应变通过邻近位错屏蔽，同时观察到各向异性分辨率。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation mediated plastic flow in aluminum: comparison between theory and experiment
由Langer、Bouchbinder和Lookman提出的位错介导塑性流动理论被应用于计算铝和铝合金在很宽的温度和应变速率范围内的应力-应变曲线。与实验结果的比较表明，良好的协议。
2017-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Piezoelectric field, exciton lifetime, and cathodoluminescence intensity at threading dislocations in GaN{0001}
出现在自由表面的位错的应变场被部分地松弛，以确保无应力的边界条件。我们表明，这种弛豫应变在GaN {0001}中的边缘穿透位错露头引起的压电体电荷。由该电荷分布产生的电场足够强以在距离位错线超过100 nm处解离自由激子。我们评估了这种效应对位错阴极发光图像的影响。
2018-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanics reveal strain rate dependent transition between dislocation mechanisms in a dual phase high entropy alloy
通过微柱压缩和微观表征，研究了双相NiCoCrFeGa高熵合金中位错机制随应变速率的转变，并揭示富Cr析出物对整体强度的显著影响。
2024-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen in $α$ iron: modification of elastic properties and solubility in strain fields
采用\textit{ab initio}密度泛函理论研究了间隙氢对$α$ -Fe弹性性能的影响.我们发现，虽然整体强度性能降低H，效果主要是由于产生的局部体积膨胀。我们使用这些浓度依赖的弹性模量模型的均匀应变场对H的溶解度的影响，并作出外推的H-溶解度在空间变化的应变场的现实位错。我们发现，H被强烈捕获的位错的边缘和螺旋品种，导致一个显着的增加，在当地的H浓度附近的位错核心。的应变依赖性的解决方案的能量导致的H附近的位错核心的积累，以及我们的计算预测的弹性模量的减少，是一致的与许多实验研究表明，H附近的位错的捕获起着重要的作用，在铁和钢的脆化。
2012-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Rate-Dependent Deformation Behavior of Ti29Zr24Nb23Hf24 High Entropy Alloys at Elevated and Room Temperature
研究了一种高熵耐热合金Ti 29 Zr 24 Nb 23 Hf 24（at.%）的应变率相关力学行为和变形机制，具有单相体心立方（BCC）结构。高温压缩测试在700至1100°C的温度下以10-3至10 s-1的应变速率进行。在较高的温度和较低的应变速率下观察到屈服点后的突然应力下降，Zener-Holloman参数lnZ在17.2-20.7的范围内。这种软化行为可能与位错与短程聚集的相互作用有关。然而，在较高的应变速率或较低的温度（lnZ>25.0），扭折带被激活，负责与软化机制竞争的合金的连续强化。系统的TEM研究表明，在800°C、1 s-1的高应变速率和6%的低应变下，观察到沿{110}面形成的位错壁和位错环。在进一步的应变下，扭结带诱导的动态再结晶是明显的。另一方面，在10-3 s-1和800°C的低应变速率下，不连续再结晶机制变得占主导地位，在母晶的隆起边界之前形成位错阵列。这些亚晶界最终转变为高角度晶界。我们还研究了合金在室温下极高应变速率（103 s-1）下的变形机制。试样表现出广泛的扭折带与位错墙的阵列。当进一步应变时，多个滑移系可以被激活，位错壁的相互作用在合金的应变硬化中起着至关重要的作用。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Character of the Dislocation Bands in the (A+B) regime of the Portevin-Le Chatelier effect in Al-2.5%Mg alloy
研究了Al-2.5%Mg合金在应变速率范围内变形时的Portevin-Le Chatelier（PLC）效应，在应变速率范围内，应力应变曲线上同时出现B型和A型两种锯齿。我们的分析表明，在这种应变率制度的整个PLC动态的一个特定的应变率实验是由一个单一的带，改变其特性在变形过程中。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Critical Strain for Surface Nucleation of Dislocations in Silicon
关于硅锗系统中位错表面成核所需的临界应变，实验和原子模型之间存在着长期的分歧。虽然在失配应变小于4%的异质外延薄膜中容易观察到位错成核，但现有的原子模型预测需要超过7.8%的临界应变来克服位错成核的动力学势垒。使用零温能垒计算和有限温度分子动力学模拟，我们表明，三维表面功能，如急剧弯曲的步骤，可以降低预测的临界成核应变的洗牌设置位错到6.4%，洗牌滑移位错复合物到5.3%。使用Stillinger-Weber（SW）和改进的嵌入原子方法（MEAM）的潜力，获得一致的结果，提供支持的物理相关性的洗牌滑移位错复合体，这是以前被认为是一个工件的SW潜力。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Machine learning reveals strain-rate-dependent predictability of discrete dislocation plasticity
预测复杂系统的行为是科学的主要目标之一。一个重要的例子是微米级晶体的塑性形变，这是一个由位错的集体动力学介导的过程，表现为广泛分布的应变爆发和对施加载荷的响应中的显著样品间变化。在这里，通过结合大规模离散位错动力学模拟和机器学习，我们研究的问题预测的波动应力-应变曲线的个别小单晶受到应变控制加载使用的初始位错配置的功能作为输入。我们的研究结果揭示了一个有趣的速率依赖性的变形的可预测性：对于小应变的可预测性随着应变率的增加而提高，而较大的应变的可预测性与应变率的关系变得非单调。我们表明，对于小应变的速率依赖性的变形可预测性可以被捕获，通过考虑移动的位错的分数对所施加的外部应力的方向，作为应变率相关的位错动力学的复杂性的措施。非单调的可预测性与应变速率关系的大应变被认为是有关的过渡从波动到平稳的塑性流动时，应变速率增加。
2022-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Predicting the effect of strain path on the strain aging behaviour of Ultra-low carbon steel
最近提出的模型适用于预测应变路径变化对超低碳（ULC）钢的应变时效（烘烤硬化）行为的影响。对通过轧制预变形的样品进行老化，然后在与先前轧制方向成0、45和90 $^\circ$度的单轴拉伸下进行测试。结果表明，时效不仅改变了材料的屈服强度，而且改变了加工硬化速率。屈服强度的增加被解释为主要由移动位错密度的减少，这反映了哈恩和其他人的经典思想。加工硬化行为的变化被视为由溶质“加载”位错相比，由老化后的应变产生的位错所发挥的不同作用。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Dislocations, disclinations, and metric anomalies as sources of global strain incompatibility in thin shells
应变不相容方程讨论了非线性Kirchhoff-Love壳的不均匀性的来源，由于分布的拓扑缺陷，如位错和向错，和度量异常，如点缺陷，热应变，和生物生长。给出了三维欧氏空间中等距可嵌入的所有有边界或无边界拓扑曲面的不相容方程。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Numerical investigation of the interaction between the martensitic transformation front and the plastic strain in austenite
采用相场法对经过塑性形变的奥氏体基体中的马氏体相变进行了模拟。为此目的，弹塑性相场方法的非相干MT开发在以前的工作[Kundin等。和物理固体59（2011）2012]。通过考虑奥氏体基体中位错的热湮灭和非热湮灭以及相变前沿的非热湮灭，扩展了位错密度场的演化方程。结果表明，MT引起的奥氏体塑性形变与变形前的塑性应变相互作用，导致位错密度不均匀增加。在相变过程中，形变奥氏体中的一部分位错被马氏体相继承，这种继承取决于马氏体相变的晶体学。另一部分位错在相变前沿湮灭，降低了生长马氏体中的位错密度。基于模拟结果，提出了马氏体和奥氏体基体中的马氏体分数和塑性形变对继承位错的唯象依赖性。
2014-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic dislocation theory of adiabatic shear banding in steel
本文用我们早期研究中发展的热力学-热力学位错理论分析Marchand和Duffy（1988）在钢中绝热剪切带的实验观察。采用一小组基于物理的参数，我们预计是近似独立的应变速率和温度，我们能够解释实验应力-应变曲线在六个不同的温度和四个不同的应变速率。我们做了一个简单的模型，一个弱的缺口样的干扰，当驱动足够硬，触发剪切带不稳定性，定量与实验中看到的。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Structure of Grain Boundaries, Dislocations and Associated Strain in Templated Co-evaporated Photoactive Halide Perovskites
Monash University（莫纳什大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究通过低剂量电子显微镜技术揭示了模板化FA0.9Cs0.1PbI3-xClx薄膜的原子结构，发现其具有<001>轴的优先晶向取向，并揭示了高角和低角晶界、位错及应变场的特性，为理解缺陷对光伏器件性能的影响提供原子级见解。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Electron scattering due to dislocation wall strain field in GaN layers
采用弛豫时间近似下的形变势理论研究了n型外延GAN中边型位错壁应变场对Hall迁移率的影响。有人发现，这个通道的散射可以发挥相当大的作用，在低温运输在一定的模型参数。低温实验数据拟合，包括这种机制的散射随着电离杂质和电荷位错的。
2009-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Size effects and dislocation patterning in two-dimensional bending
我们进行原子蒙特卡罗模拟弯曲的Lennard-Jones单晶在两个维度。位错仅在自由表面成核，因为样品内部没有源。当位错达到足够的密度时，它们自发地聚结成核晶界，并且所得的显微结构强烈地依赖于样品的初始晶体取向。在初始屈服，我们发现了一个反向的尺寸效应，其中较大的样品比较小的样品表现出更高的缩放弯矩对于给定的应变和应变速率。这种效应与源限塑性和高应变率相对于位错的流动性，和初始屈服的尺寸效应消失时，我们缩放的数据，以考虑应变率的影响。一旦位错聚结形成晶界，尺寸效应逆转，我们发现，较小的晶体比较大的晶体支持更高的比例弯矩。这一发现与实验结果定性一致。最后，我们观察到一个不稳定的压缩晶体表面，提出了一种新的机制形成的小丘结构。当大角度晶界在吸收额外的位错后变得不稳定并折叠以形成从自由表面突出的新晶粒时，形成小丘。
2006-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Irreversible evolution of dislocation pile-ups during cyclic microcantilever bending
本研究通过铜单晶微悬臂梁双向弯曲实验结合位错密度建模，发现循环弯曲中形成的位错塞积具有不可逆性，短程位错相互作用是主导因素，为微米尺度包辛格效应和应变硬化提供了机理解释。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic dislocation theory: Application to bcc-crystals
本文介绍了热力学位错理论，该理论最初由Langer，Bouchbinder和Lookman（2010）提出，并对其第一版进行了几处修改。采用一个小的物理为基础的材料参数确定的大规模最小二乘分析，我们表明，该理论可以拟合的应力-应变曲线的体心立方晶体铌，钽，钨，钒在很宽的温度和应变速率范围内。
2020-07-10 cond-mat.mtrl-sci
