機(jī)械加工過程材料損傷及熱力學(xué)行為的研究.pdf

1、針對(duì)機(jī)械加工中材料損傷、應(yīng)力應(yīng)變、組織變化等一系列常見的基礎(chǔ)性問題，綜合運(yùn)用機(jī)械制造學(xué)、現(xiàn)代力學(xué)與熱力學(xué)、材料學(xué)等基本理論，通過宏細(xì)觀相結(jié)合的方法建立起材料本構(gòu)方程及其它控制方程、并發(fā)展相應(yīng)的計(jì)算分析程序，對(duì)被加工材料的熱力學(xué)行為和損傷行為等進(jìn)行分析模擬和預(yù)測(cè)。該文首先通過對(duì)細(xì)觀球形孔洞模型的分析，引入損傷內(nèi)變量孔洞體積分?jǐn)?shù)f及其變化反映損傷對(duì)材料性質(zhì)的影響，推導(dǎo)出韌性金屬材料的損傷演化方程和弱化函數(shù)的表達(dá)式，得到損傷擴(kuò)展率是材料應(yīng)力三

2、軸度、當(dāng)前損傷狀態(tài)等的數(shù)。通過對(duì)損傷機(jī)理和影響的分析，將所得到的孔洞演化率以函數(shù)的形式嵌入到增量型大變形非經(jīng)典彈塑性本構(gòu)方程，并考慮損傷引起的塑性體積膨脹，得到考慮損傷的彈塑性大變形本構(gòu)方程。該本構(gòu)方程考慮了塑性大變形與損傷的共同作用。發(fā)展相應(yīng)的軸對(duì)稱有限元分析程序，用其分析材料在大變形和損傷共同作用下的頸縮問題和開有切口的圓柱試件在切口前緣的應(yīng)力和損傷分布，得到了與實(shí)驗(yàn)較為吻合的結(jié)果。該文還在一種特殊的坐標(biāo)系下，針對(duì)混合強(qiáng)化材料建立起

3、在有限大橢球體中含橢球形孔洞的損細(xì)觀模型，在此基礎(chǔ)上研究了應(yīng)力三軸度、孔洞形狀及大小等對(duì)材料損傷演化的影響，分析了混合強(qiáng)化材料內(nèi)部孔洞的擴(kuò)展閉合過程。在對(duì)被加工材料損傷分析的基礎(chǔ)上，該論文還基于連續(xù)介質(zhì)不可逆熱力學(xué)，非經(jīng)典彈塑性理論、金屬學(xué)、合金相變理論等，通過引入材料組織結(jié)構(gòu)變量體積分?jǐn)?shù)ξ及將在加工過程中可能發(fā)生相變的材料假設(shè)為多組元混合物的方法，發(fā)展了考慮溫度變化、金相組織變經(jīng)及損傷的非經(jīng)典熱彈塑性材料本構(gòu)方程、考慮相變的熱傳導(dǎo)方程