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摘要
本工作建立了外加应力作用下UO2中空洞演化的相场模型。首先，使用摄动迭代法求解了弹性平衡方程，对外加应力下单个空洞周围的应力分布进行了计算，结果表明空洞边缘有应力集中现象，模拟得到的应力分布和解析解一致。然后，利用相场方法模拟了不同外加应力下单个空洞的演化过程，结果表明随着外加应力的增大，空洞的生长速度加快。最后，研究了外加应力对多晶体系中晶粒长大和空洞演化的影响，结果表明不同晶粒内的应力大小不同，应力更小的晶粒更容易长大，尺寸更大的空洞的边缘应力也更大。晶间空洞与弯曲晶界有相互作用，一方面空洞在晶界的影响下会生长成透镜状，另一方面空洞对晶界有钉扎作用，减缓晶界的迁移。此外，外加应力会加速多晶系统中的空洞生长，并且计算得到外加应力与空洞半径的关系。外加应力越大，空洞的增长越快。
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单位西安交通大学; 中国核动力研究设计院
