资源描述：
《织构可调塑性本构模型标定和其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第28卷第3期固体力学学报Vol.28No.32007年9月ACTAMECHANICASOLIDASINICASeptember20073织构可调塑性本构模型标定及其应用1,2,33333陈贻平李荣彬杜雪(1华中科技大学土木工程与力学学院,武汉,430074)(2华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉,430074)(3香港理工大学工业及系统工程学系,红墈,香港)摘要提出了利用率相关晶体塑性模型标定织相可调本构模型的求解步骤,得出了一组依赖于晶粒间相互作用假设而独立于具体板材织构的本构相关系数.以此为基础再结合板材织构系数所得出的本构
2、模型系数可避免出现屈服面非外凸的情形.利用所提求解步骤对在不同热处理条件下产生不同织构的AL5052铝合金板的深拉成形过程进行了有限元模拟.结果再现了典型织构在板材成形过程中所出现的塑性各向异性,从而表明求解步骤的可行性.关键词本构模型,织构,有限元述.同时,一般在计算中使用简单的多晶体模型,如0引言Taylor类模型和松驰约束(RC)模型,研究表明这些模型都不同程度过高地估计了板材的塑性各向异[5]在进行涉及大应变的金属材料有限元模拟分析性.对多晶体塑性模型的客观评价应该是,除了它时,必须引入能描述材料塑性各向异性(初始的及塑在直接描述各种材料
3、参数和晶体学织构演化方面的性变形诱导的)的且具有相当精度的本构模型,文献明显优点外,巨大的计算量要求在很大程度上限制中有几种不同的方法可以导出这类本构模型.通常了其在实际工程中的广泛运用,目前大多都是进行的做法是用在应力空间描述的现象学屈服准则来描理论上的研究和探讨.述材料的各向异性,而描述这一准则的各向异性系考虑到上述现象学模型及晶体塑性模型的各自[1210]数则由相应的力学实验确定.以上模型仅在三不同特点,人们自然会考虑到将这两种方法进行某维应力子空间有效并且要进行相关力学试验确定模种形式的结合,来发展一种新的本构模型,使其一方型参数.为改进
4、有限元模拟分析中的本构模型而采面能用简单的方程描述材料的各向异性行为,从而取的第二种方法是在分析模块中直接使用多晶体塑尽可能缩短计算时间;另一方面使其也能直接考虑[11,12]性模型.其主要优点在于他能直接考虑金属产材料的晶体学织构,实现在5维空间中对塑性各向生各向异性的主要原因即晶体学织构,及其在成形异性进行更精确描述的目的.这一想法促使几位研过程中的不断演化.多晶集合体用每个积分点上几究者不约而同的提出了利用晶体塑性模型计算出的百个晶粒来进行模拟,可以在程序中对每个多晶集晶体学屈服面来对现象学屈服准则进行拟合调整的[5,6,9,10,13,1
5、4]合体施加相应边界条件.若使用Taylor模型即假定方法.Chung&Shan(1992)利用这种近每一集合体中应变率的均匀分布,则可以计算出应似方法进行了有限元分析,他们使用了Barlat&[9,10]力、应变率在每一点上的变化及晶体学织构的演化.Lian提出的相对简单的各向异性屈服准则,其为了改进计算精度,已提出了多种不同的多晶体本形状是用Taylor模型进行的晶体学计算结果来进构模型,但其中的计算量都相当大.因此必须尽可能行调整.作一些简化,如每个积分点上晶粒的个数(即晶粒方对于任一多晶体模型,可以比构造屈服准则更[15]位)要取得适度,
6、但这又会影响到织构演化的正确描容易地构造出其对偶势(或称应变率势),并且在3教育部留学回国人员科研启动基金及华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室基金资助.2005212226收到第1稿,2007204203收到修改稿.33通讯作者.Tel:027287540634,E2mail:ypchen88@mail.hust.edu.cn.·242·固体力学学报2007年第28卷描述材料的塑性各向异性行为时,可以更方便地使这样定义的矢量形式保持了同张量表示的功共轭用对偶势而放弃经典屈服准则的使用.同时,用此表·ggggggW(D)=DijSij=S
7、iDj(6)达式去拟合晶体学应变率势是一简单的过程.这里同样的符号被用来表示偏张量及相应5维空间[5,6]Arminjon等已经提出了在解析应变率势和晶体中的矢量.因此,看其分量是一个或两个下标即可区学应变率势间进行拟合的方法.下面先简述晶体学分.矢量D在5维空间中的范数可定义为途径的基本原理,然后给出根据率相关晶体塑性模Dn=‖D‖=DiDi(7)型计算塑性功率的具体步骤,最后描述利用所得模gg这样,M对应于一单位矢量D及用τc规范化后的型实施有限元模拟分析的结果.应力矢量间的塑性功率.多晶体的平均塑性功率可由下式结出1基本原理·ggW(D)=
8、∫W(D)f(g)dg(8)g利用一解析表达式去拟合用晶体学方法计算出在应力场和应变场具有宏观均匀性条件下,(8)式中的多晶体屈服面,这
