表面机械研磨处理纯铜的宏-细观耦合数值研究

作     者：王成 胡兴远 李开发 李坤 王龙 王传礼 Wang Cheng;Hu Xingyuan;Li Kaifa;Li Kun;Wang Long;Wang Chuanli

作者机构：安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室安徽淮南232001 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2021年第50卷第11期

页      面：3957-3965页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51705002) 安徽省自然科学基金(2008085QE228) 安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2019A0126) 

主　　题：表面机械研磨处理 晶粒细化 残余应力 位错密度演化 宏-细观耦合数值模拟 

摘      要：发展一种耦合宏-细观的数值模拟方法,多尺度研究表面机械研磨处理(SMAT)纯铜的动态晶粒细化行为及残余应力状态。首先建立SMAT宏观有限元模型,计算SMAT细化的晶粒尺寸;然后根据平均晶粒尺寸建立细观多晶体模型,并将SMAT宏观有限元模型计算的滑移阻力导入到晶体塑性本构模型,同时将宏观模型输出的应变场转换成多晶体模型的位移边界条件;最后进行当前材料硬化状态下的晶体塑性有限元计算,进而分析宏观模型中一个材料点处细观组织结构的应力状态和晶粒取向分布。结果表明,在SMAT过程中,随着多弹丸不定向冲击次数的增加,纯铜表层细化的晶粒尺寸逐渐减小,表面宏、细观残余压应力逐渐增大,但晶粒取向分布的不均匀度呈现出先增大后减小的趋势。