純鈦塑性變形行為的晶體塑性有限元模擬.pdf

1、本文采用晶體塑性有限元(Crystal Plasty Finite Element Method，CP-FEM)為基礎，結合Voronoi圖表技術建立了包含純鈦材料基本參數的單晶體和多晶體塑性變形有限元模型，從細觀角度研究了晶體的變形行為。
　　首先利用晶體塑性有限元方法，建立了純鈦單晶塑性變形模型，對鈦單晶體的拉伸變形行為進行了研究，模擬結果表明在邊界約束條件下，單晶體拉伸變形的同時發(fā)生了取向的旋轉，其滑移系的滑移方向會逐步趨向

2、于與拉伸方向平行。
　　利用建立的單晶體模型研究了晶體初始取向與晶體滑移的宏觀力學響關系，結果表明，軟位向方向拉伸的拉伸應力小于硬位向方向拉升應力，模擬變形過程符合Schmid定律。
　　通過Voronoi圖表信息建立了TA2多晶體模型，并模擬了拉伸變形，對照真實材料拉伸實驗，分析了晶體變形過程的外形、組織形貌及應力應變關系，模擬與實驗結果接近。分段表征了TA2多晶體模型變形的應力應變演化過程，描述了多晶體塑性變形彈性階段、

3、屈服階段、硬化階段與頸縮階段應力應變分布，詳細分析了晶粒變形的不均勻性的微觀機制，說明了桔皮組織的形成過程。
　　分析了不同晶粒尺寸對多晶體塑性變形行為的影響，研究結果表明，隨著晶粒度減小，晶體屈服強度增大，硬化曲線變陡，結果符合Hall-Petch關系，預測TA2純鈦的Hall-Petch常數為0σ=64.9MPa，K=473.3MPaμm1/2。
　　利用設定同取向晶粒建立織構模型的方法研究了初始織構對多晶體變形各向異性