晶体塑性模型及其在金属疲劳寿命预测中的应用

作     者：易敏 胡文轩 YI Min;HU Wenxuan

作者机构：南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 

出 版 物：《南京航空航天大学学报》 (Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics)

年 卷 期：2023年第55卷第1期

页      面：12-27页

核心收录：

学科分类：08[工学] 

主　　题：晶体塑性模型 疲劳寿命 航空航天 本构模型 裂纹萌生 

摘      要：作为细观尺度上描述各向异性非均质材料塑性变形行为的重要方法,晶体塑性模型能够基于晶体材料的微观组织结构预测其宏观力学性能,在航空航天金属的力学性能设计及评估中展现出应用前景。本文总结了晶体塑性模型的发展历程和不同变种,从流动准则、硬化模型和内部状态变量演化3个角度对比分析了唯象晶体塑性模型与基于物理机制的晶体塑性模型的特点与差异;然后介绍了基于疲劳指示参数和寿命评估准则的晶体塑性有限元在金属疲劳寿命预测领域的应用尝试,以航空航天常用金属疲劳裂纹萌生寿命预测为例,给出了部分应用实例表明不同模型的预测能力和适用性;最后展望了晶体塑性模型和应用的未来发展趋势和有待加强的研究方向。