FCC金属不均匀滑移变形的织构多晶体有限元模拟.pdf

摘要本文以晶体塑性力学为物理基础,提出了四维空间均匀取向离散和基于粒子群琓技术,比较系统地研究了的各点与所在晶粒平均取向的取向差平均值以来表征细观层次的塑性变形不均匀性,算法引入到织构定量构。椒ê偷ゴ啃退惴ń峁员缺砻鳎敝棺榉质拷仙俚氖焙颍疚奶岢龅囊跃诶肷⒏鞯阌胨诰ЯF骄∠虻娜∠虿畹钠骄得獗碚移动而造成散焦的影响。本文还结合再结晶形核条件提出了以参数吼。作为疚目悸蔷Я<浜途谒苄员湫尾痪鹊闹苟嗑逅苄杂邢拊DD獾木匀变形的以与变形前后取向中心取向差眈,的变化规律,以此揭示了立方取面塑性各向异性的目标,只有各组分的形变织构和再结晶织构的组合才有可关键词:细观不均匀塑性变形;织构多晶体塑性有限元;塑性各向异性;织构;平面压缩变形:粒子群优化;织构组分分析:织构优化设计。优化棺榉址治隽街秩∠蚶肷⒒际酰⒔⒘酥苟嗑逅苄杂邢拊晶粒问和晶内细观不均匀变形对鹗粜伪渲寡荼涞挠跋欤皇状翁岢霾捎美肷的概念和参数,采用织构多晶体塑性有限元模拟了初始取向不均匀性和晶界类型对平面压缩琍湫问钡南腹这里的细观主要是指晶粒尺度愦嗡苄员湫尾痪刃缘挠跋欤翰⑶以诰逯寡芯苛煊蚰谑状问酝冀ň有全局寻优的粒子群优化分析及优化设计中来,为定量织构分析及织构对成形性能影响研究提供一种更精确而有效的方法。研究结果表明:疚奶岢龅腜定量织构组分分析方法可更精确有效地定量计算和分析织种方法的精度一样:然而当织构组分较复杂的时候,椒ū苊饬说ゴ啃算法容易陷入局部极值使计算精度不高甚至有误的情况,因而沟定量计算与分析更具普遍性和可靠性;晶内细观层次塑性变形不均匀的方法避免了分析中值由于电子束平均取向差临界值作为定量分析材料部分再结晶的一项判据。体取向分布比其他捌涓慕P湍D獾木迦∠蚍植冀峁咏实际。砸晕?疾熘副辏泳诒湫尾痪鹊慕嵌冉岷现苟嗑逅苄杂邢拊D拟,提出了细观不均匀变形强化立方织构的学术观点,模拟计算了表征不均向晶体在平面压缩变形过程中不均匀塑性变形流变特性。岷现苟嗑逅苄杂邢拊5腜织构优化设计比传统单纯型的设计结果更精确。优化设计结果表明,单纯的形变织构或再结晶织构都难以实现无平能使平面塑性各向异性优化变小,从而为织构优化控制提供了理论依据。.
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刖人们在长期的实践中认识到,材料的性质并非仅仅依赖于化学成分,在很大程中所言⋯,对材料微结构的研究大致可以分为纳观、微观、细观和细观微结构沟通了微结构与宏观性能之间的关系,是目前大多材料科学工作者间由于晶体取向不同,塑性变形时滑移系的运动情况也不相同,因而存在晶内及晶塑性变形模拟的关键在于微结构信息的引入和与微结构相关的塑性本构关系的建结构的一种间接的表征,将微结构信息引入到有限元中来。同时由于晶体塑性力学本身又是与晶体取向相关的。这样虽然有限元仍然是建立在连续介质这样一个假设度上还取决于热力学上处于非平衡状态的品格缺陷空间分布状态⒔峁,因而现代材料研究工作者经常把“微结构研究”和“材料研究”作为同义词来使用。根据宏观这样四个层次,他指出,“纳观”指层次,“微观”指愦危昂旯邸则对应于试样宏观几何尺寸,而细观则是指介于微观和宏观的范围渤平楣,通常对应于晶粒尺寸这样一个范围,本文所提到的细观,也是指这样一个尺度范围。关注的焦点之~。对于晶粒尺寸相当的细观层次微结构的表征与描述,除了常规的晶粒尺寸、形状及分布外,还包括晶粒取向信息。晶粒取向分布偏离随机状态的时候就表现为织构,会对材料的性能产生很大的影响,最典型的就是塑性各向异性。因而,晶体取向也应当归入微结构的范畴,精确定量织构分析和晶粒尺寸、形貌分析及第二相形貌、分布分析一样是材料“微结构研究”的重要方向之一。不同晶粒间变形不均匀性;同时晶粒内部各种变形组织湫未醋橹,也是由于晶粒内部各部分取向不一样所导致的。这种细观层次微结构除了热力学的影响外,还包括塑性变形的影响,而塑性变形通常都是不均匀的,细观层次微结构对细观塑性变形不均匀的影响是不可避免的。细观层次塑性变形不均匀性对形变织构的形成和演变有很大的影响,特别是关于晶粒内部塑性变形不均匀的研究,更是有助于深层次地理解再结晶行为和再结晶织构的形成。目前,大多数关于不均匀塑性变形的研究主要集中在宏观层次。由于细观不均匀塑性变形乇鹗蔷ЯD诓康牟痪人苄员湫的准确模拟需要充分考虑微结构的影响,但这将大大增加模拟的难度,因此,大多关于细观塑性变形不均匀性的模拟研究主要集中在实验方面,理论算法的模拟研究多集中在连续介质力学方面,有关晶体塑性力学的模拟研究不但少而且不系统。由于有限元本身并没有前面所介绍的那些内禀的尺度,将其应用于细观层次的立。对于单相或者第二相的量比较小可以不考虑的条件下,材料中各种微结构,如晶界、变形带及胞状组织等都是与晶体取向相关的。因此本文中以