徐戊矫
,
龙江
,
章磊
,
陈晨
中国有色金属学报
基于数据统计分析提出一种用于表面粗糙度仿真的有限元分析模型最佳尺寸的确定方法，采用最优模型分析多种应变路径下铝合金 Al6061材料的晶粒尺寸和织构类型对表面粗糙度演变的影响。结果表明：不同的应变路径下，塑性变形后的表面粗糙度随着晶粒尺寸的增加而增大；具有较小泰勒因子的织构，在变形过程中自身变形协调性较好，可以获得较好的表面质量；而在相同的变形条件下，具有相同泰勒因子、不同剪切趋势的材料在塑性变形后会呈现出不同的表面形貌，织构之间的剪切趋势差异越大，变形后的表面就越粗糙。
关键词:
Al6061板
,
表面粗糙度
,
晶体塑性
,
有限元模型
,
应变路径
,
晶粒尺寸
,
织构种类
马显锋
,
施惠基
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.019
目的 了解表面再结晶晶粒影响涡轮叶片DZ4合金疲劳失效的机制,从而找出提高疲劳寿命的途径.方法 采用我国自主研发的涡轮叶片用定向凝固合金DZ4.对合金表面采用不同压力(0.1、0.3、0.5 MPa)进行喷丸处理,随后进行1220℃的热处理,合金表面塑性变形层发生再结晶形成再结晶晶粒.通过扫描电子显微镜等对不同条件下获得的再结晶微观组织进行观察分析.对于含表面再结晶层的DZ4试样和原始DZ4试样分别开展低周疲劳测试,以获得其循环变形行为和低周疲劳寿命.结果 在较低的喷丸压力下(如0.1 MPa),表层再结晶组织以离散的再结晶晶粒出现.在较高喷丸压力下(0.3 MPa和0.5 MPa),获得了完全的表面再结晶层,而且随喷丸压力的增大,再结晶层厚度增加.疲劳试验结果 显示,在较低喷丸压力(0.1 MPa)下获得的再结晶试样,其疲劳寿命比原始DZ4合金的明显降低;在0.5 MPa下获得的含再结晶层的DZ4试样,具有比原始DZ4合金更高的疲劳寿命.结论 定向凝固合金DZ4表面的再结晶层并不一定会降低其疲劳寿命.在较低喷丸压力(如0.1 MPa)及退火条件下形成的离散状再结晶晶粒对疲劳性能有害,疲劳寿命降低明显.在较高喷丸压力(如0.5 MPa)和退火条件下形成的致密细晶再结晶层,可提高DZ4合金的低周疲劳性能.晶体塑性模型有助于理解和预测再结晶层对疲劳性能的影响.
关键词:
定向凝固合金
,
再结晶
,
表面处理
,
涡轮叶片
,
疲劳寿命
,
晶粒尺寸
,
晶体塑性
王佰智
,
温志勋
,
刘大顺
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
对Ni3Al(y,)沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金拉伸性能的影响进行了研究.对镍基单晶高温合金而言,材料的屈服来源于位错以Orowan机制绕过沉淀相,而Orowan应力与沉淀相间距有关.根据这一机理,基于晶体塑性理论,引入一个本构方程以表征沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金屈服强度的影响.采用该本构模型,分别计算了在[001]以及[111]2个取向下,含有尺寸为0.2～2.5 μm沉淀相的镍基单晶高温合金屈服强度,并与试验结果进行了对比验证.结果表明,该模型可以准确表征镍基单晶高温合金沉淀相的尺度效应.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
本构模型
,
Orowan应力
,
晶体塑性
,
尺度效应
耿小亮
,
张克实
,
郭运强
,
秦亮
材料科学与工艺
微塑性成形中,由于参与变形的晶粒数量有限,材料非均质现象显著,基于均匀化假设的宏观弹塑性模型不再适用,为了研究有限数量晶粒组成的材料塑性变形过程,需结合其微结构与微观塑性变形机制.参照金属材料的微结构,构建了非均质多晶模型,采用晶体塑性本构关系和Cauchy应力更新算法,设计了材料子程序(VUMAT),对含不同晶粒数目的圆形板料拉深过程进行模拟分析.研究表明,非均质多晶板料成形的筒形件具有明显制耳,但制耳轮廓无规律.晶粒数目增加会弱化材料非均质现象,使制耳高度降低,但又引起晶粒问约束增强,使拉深力小幅增长.
关键词:
微成形
,
非均质材料
,
塑性成形
,
拉深
,
晶体塑性
,
制耳
王娜
,
雷丽萍
,
方刚
,
曾攀
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2008.06.019
晶体塑性理论已被广泛应用于现有的有限元分析中,从微观角度来模拟和预测晶体材料的宏观各向异性力学行为及塑性变形过程中织构的演化与发展.现有的晶体塑性理论框架核心主要基于由滑移引起的塑性变形机制,在预测由滑移和孪晶引起塑性变形的材料力学响应方面还不够完善.本文以具有密排六方(HCP)结构的变形镁合金塑性变形过程为例,综述了以滑移和孪晶为核心的晶体塑性理论的理论研究和应用现状,重点评述了现有孪晶的数值实现方法,并预测了相应理论的发展方向.
关键词:
晶体塑性
,
滑移
,
孪晶
,
镁合金
,
有限元法
徐涛
,
高行山
,
温志勋
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
在晶体塑性理论的基础上,提出了一种适用于镍基单晶高温合金热机械疲劳的本构模型,并采用该模型对单晶材料不同晶体取向的热机械疲劳力学响应进行有限元模拟.结果表明,该本构模型可以较好地模拟镍基单晶合金的热机械疲劳行为.对于同相位热机械疲劳,压缩应力幅大于拉伸应力幅,循环平均应力小于零;对于反相位热机械疲劳,拉伸应力幅大于压缩应力幅,循环平均应力大于零.随着循环次数的增加,材料呈现出在高温半周为初始软化,低温半周为初始硬化的特征.晶体取向对于材料的热机械疲劳性能具有显著的影响.
关键词:
镍基单晶
,
晶体塑性
,
热机械疲劳
,
本构模型
司良英
,
邓关宇
,
吕程
,
刘相华
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2009.03.009
通常用规则的六边形或四边形等来表示晶粒,不能够反映出晶界的不规则性,本文使用Voronoi方法在大型有限元软件ABAQUS中建立了多晶材料的几何模型,能够表达出晶粒的几何形状与晶界的不规则性;在此基础上提出了一种控制晶粒大小分布及织构的方法,通过调整参数能够建立具有不同晶粒尺寸分布及织构的模型.
关键词:
多晶建模
,
晶体塑性
,
有限元
,
Voronoi diagram
皮华春
,
韩静涛
,
章传国
,
李贺杰
,
姜正义
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.11.021
在率相关晶体塑性理论框架下,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入有限元程序ABAQUS中,实现了纯铝单向压缩过程的晶体塑性有限元模拟.直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入UMAT子程序,预测了单向压缩1050纯铝过程的力学响应与变形织构演化.结果表明:模拟力学响应结果与试验结果有较好的一致性,同时也存在一定偏差.随着真应变的增加,压缩丝织构(<110>织构)趋于锋锐,模拟结果与EBSD试验测得的织构演化结果能较好地吻合.
关键词:
纯铝
,
单向压缩
,
晶体塑性
,
有限元模拟
唐斌
,
谢韶
,
刘毅
,
韩逢博
,
寇宏超
,
李金山
稀有金属
基于晶体塑性模型,研究了近β钛合金中(α+β)两相组织的不协调变形行为.首先,双晶体模型的计算结果表明(α+β)两相组织中的塑性变形是不协调的,而且α相的变形行为与晶体取向和加载方向密切相关.另外,通过耦合三维Voronoi几何模型,探讨了近β钛合金中球状初生α相对宏观力学响应的影响.利用该CPFE-VT数值模型,研究发现α相与β相的不协调变形导致了合金强度随α相体积分数的增加而成线性降低.此外,β基体中α相的分布对合金应力-应变响应也有较大的影响.针对具有两相组织的近β钛合金建立的晶体塑性有限元模型为钛合金组织控制技术的发展以及性能预测提供了重要的途径.
关键词:
晶体塑性
,
有限元模拟
,
变形行为
,
钛合金
