镁合金晶体塑性本构模型与非均匀孪生变形分析

镁合金晶体塑性本构模型与非均匀孪生变形分析

论文摘要

微结构演化对镁合金材料力学性能有着显著的影响,为了揭示镁合金宏观塑性各向异性特性与非均匀孪生变形的关系,开展了不同路径下的单轴加载试验以及采用含滑移、孪生机制的晶体塑性本构模型对试验条件下的镁合金变形行为进行数值模拟研究.文中本构模型描述了滑移与孪生变形机制以及晶格转动的机制,同时研究采用三维微结构代表性有限元模型,其包含晶粒尺寸、晶向和晶界倾角等微结构参数.研究结果表明,轧制镁合金具有强烈的宏观塑性各向异性行为,并对这种镁合金塑性各向异性行为的模拟结果以及多晶织构的模拟演化结果与试验测量进行对比,结果都基本吻合.对孪生非均匀变形模拟分析表明,镁合金宏观塑性各向异性行为与滑移、孪生变形机制的不同启动组合紧密相关,同时多晶体内应力的非均匀分布受到孪生变形的严重影响.而不同晶粒尺寸的晶粒所发生的孪生变形有比较大的差异,造成孪晶变体在晶粒内的分布极不均匀.该研究可为通过微结构的合理配置来设计和控制材料的力学性能提供理论依据.

论文目录

  • 0 引言
  • 1 试验材料与方法
  • 2 镁合金晶体塑性本构模型
  •   2.1 滑移与孪生变形模式
  •   2.2 滑移系与孪生系的强度演化
  •   2.3 晶粒晶格转动描述
  • 3 数值模拟
  •   3.1 三维微结构描述
  •   3.2初始织构
  •   3.3 材料参数
  •   3.4 模拟加载
  • 4 结果与分析
  •   4.1 宏观硬化行为
  •   4.2 变形后的织构演化
  •   4.3 细观变形机制演化分析
  •   4.4 拉伸孪晶体分数与晶粒尺寸的关系分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 蓝永庭,陈渊,李武军,莫玉珍,李启袭

    关键词: 晶体塑性本构,镁合金,孪生变形,各向异性,非均匀变形

    来源: 固体力学学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 金属学及金属工艺,机械工业

    单位: 广西科技大学职业技术教育学院,广西大学机械工程学院

    基金: 国家自然科学基金项目(11462002,11862002),广西自然科学基金项目(2016GXNSFAA380218),广西科技大学博士科学基金项目(校科博Z01)资助

    分类号: TG146.22

    DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.046

    页码: 169-182

    总页数: 14

    文件大小: 3458K

    下载量: 296

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