【摘 要】
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该文基于晶体塑性变形的滑移机理和微观硬化机制,建立了相应的运动学描述和基于率无关的晶体本构方程.并将"连续积分方法"首次应用到大变形弹塑性有限元分析中,使得晶体塑性
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该文基于晶体塑性变形的滑移机理和微观硬化机制,建立了相应的运动学描述和基于率无关的晶体本构方程.并将"连续积分方法"首次应用到大变形弹塑性有限元分析中,使得晶体塑性模型能够区分出不同滑移系上分解剪切应力及相应产生的剪切应变,可以更好地反映金属材料塑性变形的微观特性.考虑到采用多晶体塑性模型时总计算量很大,因此,在有限元方法上选择了占用内存相对较少、计算速度较快的动力显式算法的有限元方法.在国内率先开展将率无关多晶体塑性理论应用于板材成形过程的有限元模拟研究,自行研究开发了基于微观塑性理论的板材成形过程分析程序,并分别对典型的面心立方金属和体心立方金属材料进行了分析.根据晶体取向的分布符合正态分布的规律,提出一种新的晶体取向分布在有限元模型中的分配方法.采用正态分布函数拟合晶体取向分布函数,计算晶体取向的体积分数,并将晶体取向分配给单元内的各个积分点上,一个积分点代表一个晶体取向.对不同初始织构分布的板材成形进行模拟,并通过相关实验进行验证,研究织构分布及演化对板材制耳分布的影响.同时,在变形过程中考虑到晶格旋转的影响,对面心立方金属筒形件的冲压过程进行了晶体取向的稳定性分析.通过分析微观形变与宏观各向异性之间的关系,采用微观滑移机理与宏观屈服函数相结合的方法,创新地建立了织构分布与宏观各向异性参数之间的关系模型,并引入泰勒因子,将晶体塑性理论与宏观解析理论相拟合,从而得到一个能够较好反映材料微观各向异性本质的宏观屈服函数,成功地应用于冲压成形有限元模拟之中.
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