發(fā)布時(shí)間：2021-04-24 08:45

　　本文的目的是為了發(fā)展基于材料微觀組織結(jié)構(gòu)表征的計(jì)算模擬,從而對(duì)材料性能與微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系有更好的了解。在以往對(duì)材料的研究中,往往只局限于材料表面的研究分析而以此來推斷材料整體的力學(xué)性能,同時(shí)也是因?yàn)椴牧蟽?nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)難以通過儀器直接觀測(cè)到,即使可以直接觀測(cè),其深度也是極其有限。而重構(gòu)多晶體微觀組織結(jié)構(gòu)可以為相應(yīng)材料提供其內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)的幾何學(xué)形態(tài)信息,以此來更加深入真實(shí)的分析所研究材料的性能,其對(duì)于材料的研究具有重要意義。本文對(duì)GH4169高溫合金材料提出了基于晶體塑性力學(xué)的細(xì)觀有限元二維和重構(gòu)的三維模型以研究其在模擬計(jì)算中的區(qū)別并以此來證明二維模型的局限性和三維模型的必要性。在使用有限元軟件模擬計(jì)算時(shí),本文對(duì)所研究模型賦予周期性邊界條件并對(duì)其進(jìn)行有限元離散處理。本文將結(jié)合本文所研究多晶材料的的模型及其本構(gòu),將其與實(shí)驗(yàn)對(duì)比并基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定此本構(gòu)模型的材料參數(shù),并據(jù)此參數(shù)進(jìn)行后續(xù)一系列力學(xué)特性的模擬計(jì)算。為了研究微觀組織中三維模型和二維模型在模擬上的區(qū)別,本文基于EBSD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立開發(fā)了一種三維重構(gòu)技術(shù)來對(duì)所研究對(duì)象進(jìn)行分析,即對(duì)所研究材料進(jìn)行研磨拋光得到其內(nèi)部微觀組織結(jié)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 電子背散射衍射（EBSD）原理分析
        1.2.2 歐拉角的描述
        1.2.3 EBSD技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.4 基于EBSD的三維重構(gòu)技術(shù)在我國(guó)的研究現(xiàn)狀
        1.2.5 基于EBSD的三維重構(gòu)技術(shù)的國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.6 晶體塑性本構(gòu)理論的研究現(xiàn)狀
        1.2.7 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡(jiǎn)析
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 GH4169合金的EBSD實(shí)驗(yàn)及三維重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
    2.1 引言
    2.2 EB SD實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及樣品準(zhǔn)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.3 EBSD實(shí)驗(yàn)步驟
        2.2.4 EBSD實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    2.3 三維重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)凹槽的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償
        2.3.2 對(duì)實(shí)驗(yàn)所標(biāo)記區(qū)域大小進(jìn)行統(tǒng)一選擇
        2.3.3 三維代表性體元（RVE）的構(gòu)建
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單晶晶體塑性本構(gòu)模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 GH4169合金的單晶有限元模型
        3.2.1 微柱制備簡(jiǎn)介
        3.2.2 單晶有限元模型的幾何描述
        3.2.3 微柱實(shí)驗(yàn)曲線的校正
    3.3 GH4169高溫合金的晶體塑性本構(gòu)模型
        3.3.1 單晶塑性滑移的控制方程
        3.3.2 晶體取向的表示
    3.4 模擬計(jì)算的實(shí)現(xiàn)工具ABAQUS介紹
        3.4.1 ABAQUS功能簡(jiǎn)介
        3.4.2 ABAQUS的用戶材料子程序（UMAT）簡(jiǎn)介
    3.5 晶體塑性本構(gòu)模型參數(shù)的標(biāo)定
    3.6 單晶模型預(yù)測(cè)與其他微柱實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
    3.7 本章小結(jié)
第4章 基于重構(gòu)組織結(jié)構(gòu)的細(xì)觀力學(xué)有限元模擬
    4.1 引言
    4.2 組織結(jié)構(gòu)的代表性分析
    4.3 時(shí)效態(tài)三維RVE模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    4.4 二維和三維RVE模擬的對(duì)比分析
        4.4.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線的對(duì)比
        4.4.2 局部應(yīng)力響應(yīng)的對(duì)比
    4.5 宏微觀損傷的細(xì)觀力學(xué)模擬研究
        4.5.1 損傷演化模型
        4.5.2 基于二維模型的損傷演化模擬
        4.5.3 基于三維RVE模型的損傷模擬研究
    4.6 固溶態(tài)材料的晶體塑性本構(gòu)模型的參數(shù)標(biāo)定
    4.7 固溶態(tài)材料有限元模型力學(xué)行為的模擬分析
        4.7.1 與時(shí)效處理后材料的RVE單軸拉伸模擬對(duì)比
        4.7.2 與時(shí)效處理后材料的RVE損傷模擬對(duì)比
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
附錄1 對(duì)實(shí)驗(yàn)凹槽數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)某绦?br>附錄2 對(duì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)記區(qū)域進(jìn)行選擇的程序
附錄3 二維模型重構(gòu)程序
附錄4 三維模型重構(gòu)程序
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3157058