基于晶體塑性理論的多晶循環(huán)本構(gòu)模型及其有限元實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文在晶體塑性框架下，對(duì)描述多晶材料的循環(huán)本構(gòu)模型及其數(shù)值實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要展開(kāi)了如下幾個(gè)方面的工作:
　　1.對(duì)多晶材料軋制5083H111鋁合金板材的單軸循環(huán)變形行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，了解了常見(jiàn)多晶材料循環(huán)變形的基本特性，為循環(huán)本構(gòu)模型研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　2.基于晶體塑性理論，考慮面心立方(FCC)金屬材料的位錯(cuò)滑移特征，針對(duì)軋制5083H111鋁合金多晶板材的循環(huán)變形行為建立了多晶循環(huán)本構(gòu)模型。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)

2、果的比較發(fā)現(xiàn)，建立的本構(gòu)模型能夠合理模擬軋制5083H111鋁合金板材的應(yīng)變循環(huán)特性和棘輪行為。
　　3.在面心立方多晶金屬循環(huán)本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種描述體心立方(BCC)多晶材料棘輪行為的循環(huán)本構(gòu)模型。發(fā)展模型對(duì)BCC金屬退火42CrMo鋼循環(huán)變形行為的模擬結(jié)果表明，所發(fā)展的模型對(duì)這類(lèi)材料應(yīng)變循環(huán)特性和棘輪行為給出了較好的理論描述，同時(shí)也揭示了BCC單晶力學(xué)響應(yīng)對(duì)晶向的強(qiáng)烈依賴(lài)性。
　　4.為了便于循環(huán)晶體塑性本構(gòu)模

3、型的有限元實(shí)現(xiàn)，在已建立模型的基礎(chǔ)上，發(fā)展一種簡(jiǎn)化的、可描述單晶材料棘輪行為的循環(huán)本構(gòu)模型;同時(shí)，針對(duì)發(fā)展的簡(jiǎn)化模型導(dǎo)出了新的應(yīng)力積分公式和一致切線(xiàn)剛度矩陣，利用用戶(hù)材料子程序UMAT完成了本構(gòu)模型的有限元移植。
　　5.建立了充分考慮晶粒幾何與取向隨機(jī)性的多晶有限元模型，對(duì)軋制5083H111鋁合金板材的循環(huán)變形行為進(jìn)行了有限元模擬。模擬結(jié)果表明，相比于通過(guò)尺度過(guò)渡準(zhǔn)則建立的多晶循環(huán)本構(gòu)模型，晶體塑性有限元方法能夠模擬出對(duì)材料宏