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(chǔ)，結(jié)合Voronoi圖表技術(shù)建立了包含純鈦材料基本參數(shù)的單晶體和多晶體塑性變形有限元模型，從細(xì)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(jìn)行了研究，模擬結(jié)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(zhuǎn)，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(xué)響關(guān)系，結(jié)果表明，軟位向方向拉伸的拉伸應(yīng)力小于硬位向方向拉升應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，模擬與實驗結(jié)果接近。分段表征了TA2多晶體模型變形的應(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變分布，詳細(xì)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(jié)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(jié)果符合Hall-Petch關(guān)系，預(yù)測TA2純鈦的Hall-Petch常數(shù)為0σ=64.9MPa，K=473.3MPaμm1/2。
　　利用設(shè)定同取向晶粒建立織構(gòu)模型的方法研究了初始織構(gòu)對多晶體變形各向異性