一种适用于率相关晶体塑性模型的准隐式积分算法

参考经典的切线系数法,采用向前梯度法对修正的超弹性晶体塑性模型进行本构方程积分,提出了一种新的准隐式积分算法。该算法采用基于中间构型的超弹性晶体塑性模型,无需更新晶粒取向相关的状态变量;采用修正的超弹性框架,无需进行由Green-Naghdi材料共旋引起的旋转变换。这种准隐式积分算法兼有超弹性模型和切线系数法的优点。通过对铝合金筒形件拉深的模拟表明,该晶体塑性模型能有效地预测不同初始织构产生的不同制耳现象,同时具有很高的计算效率。     

数值模拟技术在微成形研究中的应用

微成形技术具备高生产效率、高材料利用率和优异的成形质量,是一种极具发展前景的高精度加工技术。数值模拟技术作为一种先进的研究手段,可以在塑性加工中对材料的变形和工艺可行性等进行评估和预测,达到节约生产成本、缩短研发周期的作用。主要综述了数值模拟技术在微成形研究中的典型应用。介绍了数值模拟技术在研究材料性质和材料变形方面的应用,包括利用Voronoi方法和晶体塑性方法建立金属多晶体模型,研究了微成形过程中材料的变形机制和尺寸效应,建立了材料摩擦函数、构建了零件粗糙表面,研究了微成形过程中的摩擦行为;将晶粒大小、晶体取向与板料模型相关联,研究了微成形过程中薄板的回弹行为和成形极限。除此之外,也介绍了近年来微成形领域的许多新成形技术,如激光辅助微成形、水射流增量微成形、超声辅助微成形,以及数值模拟方法在这些新微成形技术方面的应用。最后,总结了数值模拟技术在微成形研究中所起的作用,并展望了该领域的未来发展趋势。     

高速公路软土路基沉降及处治数值分析

基于土体固结理论,采用ABAQUS有限元软件对某跨越软土地区的新建高速公路路基沉降量及差异沉降进行分析,并对该工程中采用粉喷桩加固软土地基的处治效果进行了验算。数值模拟计算表明:未经处治的软土地基,随着路堤与路面结构逐渐修筑完成,路基的沉降量随着填土的增加逐渐增加,且初始沉降速率大于后期沉降速率,该路面竣工15 a后,路面表面的差异沉降达到2.2 cm,需对软土地基进行处治以满足道路后期使用性能;在软土地基中采用竖向粉喷桩进行地基加固后,路表面各点的沉降量显著降低,各点处的差异沉降量极小,几乎可忽略不计,表明增设粉喷桩群后,软土地基的强度与刚度得到了显著的提高,有效控制了路基的差异沉降。     

微镦粗过程晶体塑性模型研究

三维Voronoi多面体由于和真实金属的细观结构相似,被用来模拟细观尺度下的微镦粗。该文分别建立了基于Voronoi图原理的光滑模型和粗糙模型,用来表示包含32、128晶粒的圆柱体坯料。光滑模型是Voronoi图的精确实现;粗糙模型则是通过对Voronoi图离散得到的,因此只是Voronoi的近似,但在计算开销方面有优势。对这两种模型建立的圆柱体坯料的微镦粗进行晶体塑性有限元模拟,并比较二者的结果。结果显示,在两种模型中,晶粒的增多减弱了塑性流动的各向异性,也增加了变形抗力。此外,光滑模型中,材料的塑性流动表现出更强的各向异性,其变形抗力要比粗糙模型得到的更小。     

一种适用于率相关晶体塑性模型的准隐式积分算法

参考经典的切线系数法,采用向前梯度法对修正的超弹性晶体塑性模型进行本构方程积分,提出了一种新的准隐式积分算法。该算法采用基于中间构型的超弹性晶体塑性模型,无需更新晶粒取向相关的状态变量;采用修正的超弹性框架,无需进行由Green-Naghdi材料共旋引起的旋转变换。这种准隐式积分算法兼有超弹性模型和切线系数法的优点。通...     

基于非局部位错密度晶体塑性有限元模型的金属晶体薄膜微弯曲变形特点

采用考虑非均匀微观结构的非局部位错密度晶体塑性有限元模型,研究金属晶体薄膜材料微弯曲塑性变形的特点。该模型采用统计存储位错密度和几何必需位错密度作为其内部状态变量,通过几何必须位错密度的演化来预测单晶体金属薄膜材料微弯曲中的应变梯度效应。采用不同晶粒大小的CuZn37a一黄铜多晶体薄膜进行微弯曲实验,并测量试样微弯曲变形后的微硬度分布图。将模拟得到的位错密度分布与实验测得的微硬度分布进行对比,发现粗晶试样和细晶试样微硬度分布的不同主要是由统计存储位错密度和几何必须位错密度引起的。基于微观物理机理,研究微弯曲变形的特点和位错密度的演化。