一种超细晶材料的混合硬化模型及其数值模拟

作     者：郑战光 谢昌吉 孙腾 袁帅 ZHENG Zhanguang;XIE Changji;SUN Teng;YUAN Shuai

作者机构：广西大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室南宁530004 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2014年第50卷第20期

页      面：77-83页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：广西教育厅科研(201106LX036) 广西大学科研基金(XBZ110451)资助项目 

主　　题：超细晶材料 积分算法 混合硬化 晶粒尺寸 应变率 

摘      要：针对超细晶材料强度高、塑性能力不佳以及饱和应力跟晶粒尺寸和应变率等因素有关的特点,在Johnson-Cook模型的基础上引入Hall-Petch关系式,再与Armstrong-Frederick非线性随动硬化规律进行叠加,提出一种同时包含各向同性硬化和非线性随动硬化的混合硬化模型。该数学模型不仅考虑了超细晶材料的尺寸效应,还计及了加工硬化和包辛格效应的组合效应。在推导出该混合硬化模型的积分算法的基础上进行有限元数值分析和试验数据的对比分析。对比结果表明,不同晶粒大小与不同应变率下的超细晶材料的数值仿真结果与试验数据均吻合较好,进而证明该数学模型的合理性。因此,该混合硬化模型不仅丰富了塑性力学的内容,也可为超细晶材料的结构件设计提供一定的理论依据。