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非晶合金在室温下以剪切带生成和滑移的方式进行塑性变形。这种变形方式会导致形变高度局域化,并使非晶合金在屈服、塑性变形、断裂等过程中表现出与常规晶态材料不同的力学行为。目前,非晶合金的微观结构与剪切带变形机制研究是非晶合金研究的热点和难点问题,涉及的很多问题依然不十分清楚。但研究这些问题对非晶合金发展与工程应用都十分重要。本论文以非晶合金中的剪切带变形机制作为研究对象,使用理论模型研究、模拟计算分析、实验研究等手段,研究了非晶合金剪切变形行为,包括剪切带的形成与滑移、多重剪切带开动和断裂等行为。并探讨了非晶合金中的非均匀结构、泊松比、材料尺寸与形状、外部限制等因素对力学行为的影响。基于非晶合金的微观结构不均匀性,提出了一个剪切带形核、扩展与滑移的剪切变形行为的计算模型。计算结果表明,由于非晶合金的结构不均匀性,剪切带可以在很大的应力范围内形成,形成之后会逐渐趋向一种动态平衡的稳定滑移状态。根据稳定滑移时的应力可以大致预测材料的屈服强度。而在考虑扰动影响之后,剪切带会出现“启动-停止”滑移方式。该模型可以合理解释非晶合金中剪切带的许多现象,包括弹性极限,“stick-slip”剪切带行为,弹性区中的微小塑性变形等问题。通过三维应力场有限元模拟的方式重现了非晶合金中的多重剪切带现象。模拟结果表明,在剪切带滑移过程会使应力场重新分布,并诱导产生不均匀的应力场。非晶合金的多重剪切带现象与断裂现象本质上是应力场不均匀程度与剪切软化作用互相竞争的结果。模拟出的剪切台阶与剪切带交叉的形貌与实验结果符合。该模型可以从应力场的角度合理解释泊松比、材料尺寸与形状、外部限制等因素对非晶合金塑性与多重剪切带行为的影响。在三点弯曲与冲击试验中,发现Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金在不同样品尺寸与加载条件下会表现出不同的断裂行为,且该非晶合金具有高达226 kJ/m2的冲击韧度。通过有限元模拟,获得了样品三点弯曲断裂区域的剪切带形貌,并与实验结果吻合良好。并提出了非晶合金的断裂过程具有三个阶段,而每个阶段对应着不同的断裂韧性和断裂吸收功。