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晶体塑性模型描述多晶体循环加载中的Bauschinger效应

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材料科学与工艺 2014年第6期22卷 78-84页

作者：郑黎张士宏何维均宋鸿武 Dirk Helm 中国科学院金属研究所沈阳110016 Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM

为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响,利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为.研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响.详细分析了经典晶体塑性模型可... 详细信息

为了研究循环加载过程中织构对多晶材料Baushinger效应的影响,利用经典晶体塑性模型及含随动硬化的晶体塑性模型模拟AA6104铝合金循环加载力学行为.研究了多晶体中晶粒取向差异对材料宏观塑性行为的影响.详细分析了经典晶体塑性模型可描述多晶体循环加载Bauschinger效应机理,定量分析了多晶有限元模型中晶体取向差异对模拟结果的影响.结果表明多晶体中由于晶粒取向差异而造成的晶粒间相互作用力使得多晶体模型宏观卸载时晶粒内的残余应力是产生Bauschinger效应的主要原因,采用含随动硬化的晶体塑性模型能够较好地模拟具有织构的AA6014铝合金的循环加载过程.

关键词： Bauschinger效应循环加载晶体塑性模型数值模拟随动硬化

HILL屈服准则与晶体塑性模型对FCC单晶材料塑性各向异性描述能力的比较

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计算力学学报 2003年第5期20卷 535-540,573页

作者：冯露张克实张光西北工业大学工程力学系

采用宏观 HILL 模型和晶体塑性模型对面心立方单晶 ( FCC)材料的非均匀变形进行了数值模拟 ,意在比较两种不同尺度的模型对塑性各向异性的描述能力的差异。为了使两种模型具有可比性 ,对于 FCC单晶材料 ,本文提出一种用晶体塑性模型来确... 详细信息

采用宏观 HILL 模型和晶体塑性模型对面心立方单晶 ( FCC)材料的非均匀变形进行了数值模拟 ,意在比较两种不同尺度的模型对塑性各向异性的描述能力的差异。为了使两种模型具有可比性 ,对于 FCC单晶材料 ,本文提出一种用晶体塑性模型来确定 HILL模型中各向异性参数的标定方法。数值分析表明 ,两类模型对单晶体塑性各向异性的描述能力存在着差异。对 FCC单晶材料 ,HILL模型对各向异性的预测能力没有晶体塑性模型细致 ,晶体塑性模型更能追踪塑性各向异性的变化。但两种模型对应力应变响应预测的趋势是一致的。对两种模型描述的差异。

关键词： HILL模型晶体塑性模型屈服准则非均匀交形塑性各向异性数值模拟 FCC单晶材料面心立方单晶材料

基于林位错强化的晶体塑性模型的稳定性缺陷及改进

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塑性工程学报 2017年第2期24卷 141-148页

作者：季灏吴玉瑞沈耀上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

基于林位错强化的晶体塑性有限元模型物理意义清晰简洁,具有广泛的应用。然而,只考虑林位错强化的模型忽略了共面位错之间的相互作用,导致模拟结果常常出现异常的扭曲失稳现象。针对以上问题,通过分析位错之间的相互作用,在林位错强化... 详细信息

基于林位错强化的晶体塑性有限元模型物理意义清晰简洁,具有广泛的应用。然而,只考虑林位错强化的模型忽略了共面位错之间的相互作用,导致模拟结果常常出现异常的扭曲失稳现象。针对以上问题,通过分析位错之间的相互作用,在林位错强化模型中引入自硬化作用对模型进行改进。对改进前后两个模型模拟单晶体沿单个和多个方向拉伸的变形模式以及冷轧铝板剪切带的形成特征进行了比较。结果显示,对于单晶单滑移,两个模型的稳定性表现一致;但是对于单晶多滑移,改进前的模型出现了扭曲失稳,而引入自硬化的改进模型对于多滑移系的模拟符合真实情况,并改善了模型的稳定性问题。对于冷轧铝板发生剪切变形时剪切带的形成特征,林位错强化模型的不稳定性放大了材料的失稳变形,模型的低稳定性和材料的变形失稳叠加,导致预测的结果失稳程度过高;而引入自硬化作用的改进模型改善了稳定性问题,可以真实地反映材料本身的失稳。

关键词：晶体塑性模型林位错强化自硬化作用稳定性

核合金的基于晶体塑性模型的集成计算材料模拟研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2019年第11期49卷 89-102页

作者：马显锋位东辉 ALLISON John E 王彪中山大学中法核工程与技术学院珠海519082 Department of Materials Science and Engineering University of MichiganAnn Arbor 48109USA

核反应堆的核燃料包壳、堆内构件、蒸汽发生器等关键部件均采用耐高温腐蚀、力学性能优异的合金材料制造.合金加工工艺直接影响组织结构,进而影响其力学、腐蚀和辐照性能.核合金的堆外性能研究是合金适用性评估和改进优化的关键步骤,因... 详细信息

核反应堆的核燃料包壳、堆内构件、蒸汽发生器等关键部件均采用耐高温腐蚀、力学性能优异的合金材料制造.合金加工工艺直接影响组织结构,进而影响其力学、腐蚀和辐照性能.核合金的堆外性能研究是合金适用性评估和改进优化的关键步骤,因此定量预测核级合金的"加工工艺-微结构-力学性能"具有重要意义.传统的核合金工艺改进与评估主要依赖于实验循环"试错法",实验成本高,研发周期长.基于全过程模拟的集成计算材料工程方法将制造工艺、材料演化与性能模型结合,显著缩短关键材料及构件的研发周期和成本.为促进该方法在核合金的工艺优化与研发中的应用,本文发展了基于合金微结构相关的晶体塑性模型和解耦有限元模拟的计算方法,对锆合金、钛合金和FeCrAl合金的"加工工艺-织构-力学性能"进行了定量预测.结果显示该集成计算方法可精确预测3种典型合金的热加工织构演化、拉伸和压缩塑性变形行为,可为核级合金的加工工艺优化和力学性能评估提供计算工具和理论依据.

关键词：集成计算材料工程晶体塑性模型加工工艺组织演化织构核合金

基于晶体塑性模型的6N01铝合金热挤压过程材料变形分析与织构预测

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基于晶体塑性模型的6N01铝合金热挤压过程材料变形分析与织构预测

作者：徐照飞山东大学

学位级别：硕士

目前,随着我国社会经济和科学技术的高速发展,绿色制造和节能减排成为国家可持续发展战略中的重要组成部分。铝合金因其比强度高、成形性能好、回收率高、耐腐蚀及可焊性好等优点,被广泛应用于汽车、高速列车、航空航天等加工制造领域,... 详细信息

目前,随着我国社会经济和科学技术的高速发展,绿色制造和节能减排成为国家可持续发展战略中的重要组成部分。铝合金因其比强度高、成形性能好、回收率高、耐腐蚀及可焊性好等优点,被广泛应用于汽车、高速列车、航空航天等加工制造领域,对实现材料轻质化、促进可持续发展具有重要意义。挤压加工是铝合金成形的重要手段,在挤压过程中常会出现较强的织构,对铝型材的力学性能产生较大影响,从而成为影响铝型材组织性能和成品率的主要因素。因此,非常有必要研究铝合金在热挤压过程中的变形机理、织构演变规律,并对热挤压过程中的织构演变进行预测,进而为合理制定铝型材挤压工艺和提高型材的产品质量提供理论支撑。本文以6N01铝合金材料为研究对象,借助电子背散射衍射（EBSD）、有限元软件HyperXtrude、数值分析软件MATLAB及其附属工具箱MTEX等分析测试方法对6N01铝合金在圆棒挤压和螺旋面挤压两种不同热变形过程中型材不同位置的变形模式、微观组织及织构演变进行了研究。本文所做的主要工作如下:（1）利用200T专用挤压实验机开展了不同挤压速度下的圆棒挤压实验,利用800T大型挤压实验机进行了螺旋面挤压实验。借助EBSD分析测试手段获得了两种挤出型材上不同位置的微观组织信息,阐明了不同挤压变形条件下型材的织构演变规律。（2）利用有限元软件HyperXtrude对圆棒和螺旋面型材挤压过程进行了有限元模拟,得到了型材不同位置处的材料变形历史,分别采取局部变形张量速率和变形张量对两种型材的材料流动变形进行了分析,阐明了挤压过程中型材上不同位置材料流动的变形模式。（3）将三种不同晶体塑性模型（FC-Taylor模型、Alamel模型以及Alamel Ⅲ模型）与有限元模拟相结合,对两种不同挤压方式下型材上不同位置的织构演变规律进行了预测,并与实验结果进行了对比分析。

关键词： 6N01铝合金晶体塑性模型有限元流动分析微观组织变形分析织构预测

一种适用于率相关晶体塑性模型的准隐式积分算法

同方学位论文库评论

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精密成形工程 2011年第6期3卷 1-5,65页

作者：章海明董湘怀上海交通大学塑性成形与装备技术研究院上海200030

参考经典的切线系数法,采用向前梯度法对修正的超弹性晶体塑性模型进行本构方程积分,提出了一种新的准隐式积分算法。该算法采用基于中间构型的超弹性晶体塑性模型,无需更新晶粒取向相关的状态变量;采用修正的超弹性框架,无需进行由Gree... 详细信息

参考经典的切线系数法,采用向前梯度法对修正的超弹性晶体塑性模型进行本构方程积分,提出了一种新的准隐式积分算法。该算法采用基于中间构型的超弹性晶体塑性模型,无需更新晶粒取向相关的状态变量;采用修正的超弹性框架,无需进行由Green-Naghdi材料共旋引起的旋转变换。这种准隐式积分算法兼有超弹性模型和切线系数法的优点。通过对铝合金筒形件拉深的模拟表明,该晶体塑性模型能有效地预测不同初始织构产生的不同制耳现象,同时具有很高的计算效率。

关键词：晶体塑性模型准隐式积分算法显式有限元板料成形

基于晶体塑性模型的304不锈钢疲劳寿命预测

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机械制造与自动化 2024年第5期53卷 118-121页

作者：田宏伟段红燕刘洋张增旺何宏岳顺强赵英健李静兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 中国人民解放军32269部队甘肃兰州730030

基于晶体塑性理论生成的多晶体代表性单元,通过模拟拉伸试验获得具有宏观性能的晶体塑性材料参数;采用累积塑性应变作为疲劳指示因子进行疲劳寿命预测。结果表明:通过疲劳指示因子预测的疲劳寿命在试验获得的疲劳寿命的±2倍误差范围之... 详细信息

基于晶体塑性理论生成的多晶体代表性单元,通过模拟拉伸试验获得具有宏观性能的晶体塑性材料参数;采用累积塑性应变作为疲劳指示因子进行疲劳寿命预测。结果表明:通过疲劳指示因子预测的疲劳寿命在试验获得的疲劳寿命的±2倍误差范围之内,模拟结果在可接受范围之内。

关键词：晶体塑性模型疲劳指示因子疲劳寿命预测

两种晶体塑性损伤模型在有限变形条件下的比较

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固体力学学报 2007年第4期28卷 385-388页

作者：刘美华冯露李鸿琦天津商业大学机械学院天津300134 天津大学机械工程学院天津300072

对建立在连续损伤力学和内变量理论基础上的两种晶体塑性损伤模型进行了比较,旨在比较两种模型在描述材料物理性能方面的适用性以及由加载而引起变形响应的不同之处.模拟结果显示,两种模型均能反映出塑性各向异性和损伤的演化;由加载而... 详细信息

对建立在连续损伤力学和内变量理论基础上的两种晶体塑性损伤模型进行了比较,旨在比较两种模型在描述材料物理性能方面的适用性以及由加载而引起变形响应的不同之处.模拟结果显示,两种模型均能反映出塑性各向异性和损伤的演化;由加载而导致有限变形的响应不仅依赖于变形,而且也依赖于晶格取向;尽管两种模型在揭示单晶体的物理性能方面是不同的,但是在预测材料力学性能方面有着相同的预测趋势.

关键词：晶体塑性模型各向异性损伤有限变形本构模型

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TA15钛合金高温拉伸晶体塑性有限元模型

TA15钛合金高温拉伸晶体塑性有限元模型