【摘要】：基于經(jīng)典晶體塑性理論,建立了耦合孿生的晶體塑性本構(gòu)模型并進行了全隱式積分的數(shù)值實現(xiàn).該本構(gòu)模型采用飽和硬化法則,并采用孿生阻力與滑移硬化之間的正比關(guān)系來描述孿生對滑移硬化影響及孿生硬化行為.針對該本構(gòu)模型的13個參數(shù),結(jié)合各參數(shù)物理意義提出了參數(shù)的分類確定方法.以孿生誘導(dǎo)塑性(TWIP)鋼Fe-22Mn-0.6C為例,著重對硬化參數(shù)的局部靈敏度進行了分析,研究了各硬化參數(shù)對宏觀力學響應(yīng)、孿生激活和演化的影響,根據(jù)變形機制的不同宏觀變形過程可區(qū)分為孿生硬化階段和孿生硬化失效階段,進而給出了硬化參數(shù)確定的步驟及其建議取值范圍.結(jié)果表明:初始滑移阻力與屈服極限線性相關(guān),取值范圍在80~160 MPa之間;孿生硬化指數(shù)增大使得孿生硬化階段減弱,其取值范圍應(yīng)在0~3之間;孿生阻力與滑移阻力比值增大,則孿生增長率降低,硬化率拐點后移,直至拐點消失,其取值范圍在1~1.3之間.
[Abstract]:Based on the classical crystal plasticity theory, the coupled twin constitutive model of crystal plasticity is established and the fully implicit integral is realized numerically. The law of saturation hardening is adopted in this constitutive model and the proportional relation between twin resistance and slip hardening is used to describe the effect of twin on slip hardening and the behavior of twin hardening. According to the 13 parameters of the constitutive model and the physical meaning of each parameter, the classification and determination method of the parameters is put forward. Taking twin-induced plastic (TWIP) steel Fe-22Mn-0.6C as an example, the local sensitivity of hardening parameters was analyzed, and the effects of hardening parameters on macro-mechanical response, twin activation and evolution were studied. According to the different macro deformation process of deformation mechanism, it can be divided into twin hardening stage and twin hardening failure stage, and then the steps of determining hardening parameters and the suggested range of values are given. The results show that the initial slip resistance is linearly related to the yield limit, the range of values is between 80 and 160 MPa, the increase of twin hardening index makes the twin hardening stage weaken, and the value range of the initial slip resistance is between 0 and 3. When the ratio of twinning resistance to slip resistance increases, the twinning growth rate decreases, and the inflexion of hardening rate moves back until the inflection point disappears, and the range of values is between 1 and 1.3.
【作者單位】： 北京科技大學機械工程學院;寶山鋼鐵股份有限公司;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51105029,51575039) 國家自然科學基金委員會-中國工程物理研究院聯(lián)合基金資助項目(U1330121) 非線性力學國家重點實驗室開放基金資助項目(LNM201512) 北京市自然科學基金資助項目(3112019) 北京市教委重點基金資助項目(KZ201010005002)
【分類號】：TG111

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 皮華春;韓靜濤;章傳國;A. K. Tieu;姜正義;;面心純鋁軋制織構(gòu)的晶體塑性有限元模擬[J];北京科技大學學報;2007年09期

2 李大永;張少睿;彭穎紅;劉守榮;仇素萍;;板材沖壓成形的晶體塑性有限元模擬[J];機械工程學報;2008年01期

3 張克實,張 光,馮 露;單晶體塑性滑移有限變形下的應(yīng)力計算[J];力學學報;2002年04期

4 余勇;潘曉霞;謝若澤;張方舉;胡文軍;;孿生誘發(fā)塑性對V-5Cr-5Ti合金應(yīng)變硬化行為的影響[J];力學學報;2012年02期

5 孫朝陽;黃杰;郭寧;楊競;;基于位錯密度的Fe-22Mn-0.6C型TWIP鋼物理本構(gòu)模型研究[J];金屬學報;2014年09期

6 孫朝陽;郭祥如;黃杰;郭寧;王善偉;楊競;;耦合孿生的TWIP鋼單晶體塑性變形行為模擬研究[J];金屬學報;2015年03期

7 鄭華雷;楊合;李宏偉;;純鈦壓縮變形下的晶體塑性有限元分析[J];塑性工程學報;2013年01期

8 王娜;雷麗萍;方剛;曾攀;;鎂合金變形的晶體塑性有限元分析[J];稀有金屬;2008年06期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉才;馮憲章;崔艷梅;王英杰;;全液壓地下卷取機卷筒壓力分布研究[J];鍛壓技術(shù);2009年05期

2 李春天;王昶;胡亞民;;AZ31D刀把等溫擠壓成形試驗與數(shù)值模擬[J];鍛壓技術(shù);2010年02期

3 劉飛飛;包國建;;異種金屬管復(fù)合塑性流動連接的流動分析[J];鍛壓技術(shù);2010年04期

4 趙聃;朱yN國;胡平;張萬喜;;有限變形下單晶變溫本構(gòu)模型[J];固體力學學報;2013年03期

5 葉校瑛;董建新;張麥倉;;GH738合金冷變形及中間退火再結(jié)晶行為研究[J];稀有金屬材料與工程;2013年07期

6 Zhi-ping Xiong;Xue-ping Ren;Wei-ping Bao;Jian Shu;Shu-xia Li;Hai-tao Qu;;Efect of high temperature and high strain rate on the dynamic mechanical properties of Fe-30Mn-3Si-4Al TWIP steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年09期

7 Dan Zhao;Yi-Guo Zhu;Ping Hu;Wan-Xi Zhang;;A new integration algorithm for finite deformation of thermo-elasto-viscoplastic single crystals[J];Acta Mechanica Sinica;2013年05期

8 朱雪梅;張琳;雷明凱;張彥生;;Fe32Mn3Al7Cr反鐵磁精密電阻合金激光熔凝層的抗蝕性研究[J];稀有金屬材料與工程;2013年12期

9 Liang Z Y;Huang M X;Yen H W;Scott C P;;納米碳化釩強化TWIP鋼加工硬化機制研究[J];鋼鐵釩鈦;2014年01期

10 Haile Yan;Xiang Zhao;Nan Jia;Yiran Zheng;Tong He;;Influence of Shear Banding on the Formation of Brass-type Textures in Polycrystalline fcc Metals with Low Stacking Fault Energy[J];Journal of Materials Science & Technology;2014年04期

相關(guān)會議論文 前6條

1 陳建斌;Dieter Senk;Alexander Lob;;高錳TWIP鋼熔煉過程數(shù)學模型其驗證[A];第十七屆（2013年）全國冶金反應(yīng)工程學學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2013年

2 劉建華;莊昌凌;李世琪;張慶雷;雷沖;張凱亮;;低碳FeMnSiAl系TWIP冶煉技術(shù)研究[A];第十八屆（2014年）全國煉鋼學術(shù)會議論文集——S08：品種開發(fā)與質(zhì)量控制[C];2014年

3 莊昌凌;劉建華;Christian Bernhard;Peter Presoly;;利用改進型差熱分析方法對高錳鋼凝固的研究[A];2014年全國冶金物理化學學術(shù)會議論文集[C];2014年

4 于靜;郭雅芳;;有限元模擬鎂單晶中納米孿晶壓縮變形行為[A];北京力學會第21屆學術(shù)年會暨北京振動工程學會第22屆學術(shù)年會論文集[C];2015年

5 陳震;周金宇;;多晶體材料微結(jié)構(gòu)有限元概率建模綜述[A];2014年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學術(shù)交流會暨可靠性工程分會第五屆委員會成立大會論文集[C];2014年

6 于靜;郭雅芳;;有限元模擬鎂單晶中納米孿晶拉伸變形行為[A];第十五屆北方七省市區(qū)力學學術(shù)會議論文集[C];2014年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 郭廷彪;ECAP制備超細晶銅的組織演變、織構(gòu)特征及力學性能研究[D];蘭州理工大學;2010年

2 司良英;FCC金屬冷加工織構(gòu)演變的晶體塑性有限元模擬[D];東北大學;2009年

3 林江;微孔無機單晶體力學性能的研究[D];太原理工大學;2006年

4 段園培;TB8合金熱變形組織介觀尺度研究與模擬[D];合肥工業(yè)大學;2009年

5 任淮輝;復(fù)合材料微觀組織結(jié)構(gòu)的計算機設(shè)計[D];蘭州理工大學;2009年

6 李俊琛;復(fù)合材料微觀組織結(jié)構(gòu)的仿真與計算[D];蘭州理工大學;2009年

7 張靜;金屬的強烈塑性變形與考慮尺寸效應(yīng)的細觀本構(gòu)關(guān)系[D];廣西大學;2011年

8 楊保健;強力錯距旋壓制備納米/超細晶筒形件機理研究[D];華南理工大學;2013年

9 甘國強;TA15合金形變—相變耦合過程的介觀模擬計算[D];合肥工業(yè)大學;2013年

10 常旭青;AZ80鎂合金負重輪沖擊響應(yīng)特性測試分析[D];中北大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李偉;鎳基合金材料服役行為多尺度研究[D];蘭州理工大學;2011年

2 穆治宏;基于元胞自動機方法的再結(jié)晶過程數(shù)值模擬[D];河北工業(yè)大學;2010年

3 安鈺坤;管的高壓剪切變形數(shù)值分析及實現(xiàn)技術(shù)[D];青島理工大學;2011年

4 師婷;鋁熱法制備的大尺寸納米晶/微米晶復(fù)相鋼鐵組織表征及其形成演化機理[D];蘭州理工大學;2013年

5 汪凱;多晶體材料加工的細觀塑性有限元模擬[D];昆明理工大學;2013年

6 鄭曉飛;TWIP鋼交流電阻點焊組織與力學性能的研究[D];太原理工大學;2013年

7 戶秀萍;Mn、Si、C對α-Fe基合金電子特性和力學性能影響的第一性原理研究[D];太原理工大學;2013年

8 宿婷;基于擠壓—剪切工藝的AZ61鎂合金塑性變形的微觀組織和力學性能研究[D];重慶理工大學;2013年

9 程佑銘;不同應(yīng)變速率下高純鈦微觀結(jié)構(gòu)和織構(gòu)演變[D];重慶大學;2013年

10 馬君;Ho-Fe-Mn三元系合金相圖773K等溫截面及其化合物結(jié)構(gòu)與電化學性能[D];廣西大學;2013年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張克實,張光,余海東;正交各向異性彈塑性有限變形的有限元計算方法[J];兵工學報;2000年S1期

2 毛衛(wèi)民;鋁板軋制織構(gòu)的定量研究[J];北京科技大學學報;1990年01期

3 毛衛(wèi)民;軋制織構(gòu)的計算機模擬[J];北京科技大學學報;1991年05期

4 張少睿,李大永,彭穎紅,梁勝;FCC金屬板成形率無關(guān)晶體塑性模擬[J];材料科學與工藝;2004年04期

5 ;High-Strength and High-Plasticity TWIP Steel for Modern Vehicle[J];Journal of Materials Science & Technology;2005年04期

6 杜繼紅;;鈦提取技術(shù)進展[J];稀有金屬材料與工程;2008年10期

7 宋西平,顧海澄;工業(yè)純鈦低溫拉伸和循環(huán)變形中的孿生行為[J];材料研究學報;2000年S1期

8 唐荻,米振莉,陳雨來;國外新型汽車用鋼的技術(shù)要求及研究開發(fā)現(xiàn)狀[J];鋼鐵;2005年06期

9 黃文;汪洋;葛鵬;黃中偉;;單晶純鈦的細觀力學性能模擬[J];稀有金屬材料與工程;2010年03期

10 曹鵬;方剛;雷麗萍;曾攀;;多晶銅壓縮過程中晶粒取向演化的塑性理論分析[J];金屬學報;2007年09期

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁旭巍,吳中元,莊新國,孟憲級,劉燕華,狄崢;減少陰極保護系統(tǒng)靈敏度分析計算量的方法[J];天津紡織工學院學報;1999年02期

2 楊秀金;靈敏度分析在飼料配方中應(yīng)用的探討[J];鄭州糧食學院學報;1992年01期

3 周昊,汪玉春;靈敏度分析在儲運優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用綜述[J];天然氣與石油;2004年04期

4 錢若力;陳興華;卿光輝;;基于無網(wǎng)格方法的復(fù)合材料層合板固有頻率及特征值靈敏度分析[J];船舶力學;2012年07期

5 趙東平;芮執(zhí)元;劉軍;宋冬冬;;基于靈敏度分析的機床立柱輕量化設(shè)計[J];機械制造;2012年04期

6 曹成才;石化產(chǎn)品保本價與價格靈敏度分析[J];煉油與化工;2002年02期

7 賈善慶;關(guān)秉誠;王榮寧;張慧;;線性規(guī)劃擴充靈敏度分析及其應(yīng)用[J];石油煉制與化工;1992年12期

8 丁妍羽;賈玉璽;董抒華;;基于化學流變學的復(fù)合材料液態(tài)模塑成型過程的靈敏度分析[J];復(fù)合材料學報;2014年01期

9 趙春虎;;高承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)局部和全局靈敏度分析[J];煤炭科學技術(shù);2013年08期

10 丁守寶;;礦用電纜支架關(guān)鍵尺寸的靈敏度分析[J];煤礦機械;2008年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 殷保群;奚宏生;;M／G／1排隊系統(tǒng)的性能靈敏度分析[A];第十九屆中國控制會議論文集（一）[C];2000年

2 周進雄;王學明;張智謙;張陵;;形狀設(shè)計靈敏度分析的無網(wǎng)格法[A];首屆全國航空航天領(lǐng)域中的力學問題學術(shù)研討會論文集（下冊）[C];2004年

3 徐鐵軍;毛市龍;;靈敏度分析在配礦優(yōu)化應(yīng)用中的研究[A];2004年全國選礦新技術(shù)及其發(fā)展方向?qū)W術(shù)研討與技術(shù)交流會論文集[C];2004年

4 何琴淑;楊玉明;肖世富;;參數(shù)概率靈敏度分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法及其應(yīng)用[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術(shù)會議（SCCM8）論文集[C];2010年

5 尹曉偉;錢文學;謝里陽;;元件重要度和靈敏度分析的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法[A];2012年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學術(shù)交流會暨第四屆可靠性工程分會第四次全體委員大會論文集[C];2012年

6 白楊;汪鴻振;;用有限元/邊界元法進行聲學—結(jié)構(gòu)靈敏度分析[A];中國聲學學會2002年全國聲學學術(shù)會議論文集[C];2002年

7 彭威;周建平;;彈性連桿復(fù)合機構(gòu)的靈敏度分析[A];第八屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

8 張偉;崔維成;李躍輝;李剛;;混合變量的耐壓圓柱筒安全靈敏度分析[A];2005年船舶結(jié)構(gòu)力學學術(shù)會議論文集[C];2005年

9 任汨;歐濤;殷晨波;王斌;;基于Hyperworks的保險杠靈敏度分析與優(yōu)化[A];全國先進制造技術(shù)高層論壇暨第九屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)研討會論文集[C];2010年

10 張里;朱建軍;;基于一致性檢驗的模糊互補判斷矩陣的靈敏度分析[A];江蘇省系統(tǒng)工程學會第十一屆學術(shù)年會論文集[C];2009年

相關(guān)博士學位論文 前8條

1 趙世佳;虧損和接近虧損振動系統(tǒng)的若干問題研究[D];吉林大學;2013年

2 陳建文;不確定數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果的靈敏度分析[D];清華大學;2014年

3 張炳榮;大規(guī)模聲學計算的快速多極基本解法及聲學靈敏度分析[D];合肥工業(yè)大學;2013年

4 何邕;面向設(shè)計的鐵道車輛動力學建模與靈敏度分析[D];西南交通大學;2012年

5 李衍杰;擴展Markov決策過程的性能靈敏度分析與優(yōu)化[D];中國科學技術(shù)大學;2006年

6 陳立濤;結(jié)構(gòu)聲學靈敏度計算方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

7 毛玉明;動載荷反演問題時域分析理論方法和實驗研究[D];大連理工大學;2010年

8 陳飚松;熱傳導(dǎo)與結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計[D];大連理工大學;2002年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李效法;基于靈敏度分析的模型修正研究及其實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2007年

2 王勇;含均勻和非均勻傳輸線網(wǎng)絡(luò)的靈敏度分析[D];華北電力大學（河北）;2006年

3 葛健全;減振支架結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的靈敏度分析[D];國防科學技術(shù)大學;2004年

4 姜全保;結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的綜合評估與靈敏度分析技術(shù)[D];西北工業(yè)大學;2002年

5 郭歡;灰關(guān)聯(lián)決策方法的靈敏度分析研究[D];武漢理工大學;2009年

6 孫淦云;聲—結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)振動分析和靈敏度分析[D];大連理工大學;2003年

7 田紅巖;基于動力響應(yīng)靈敏度分析的鐵路橋墩狀態(tài)評估方法[D];北京交通大學;2014年

8 劉少博;基于生態(tài)水文模型的參數(shù)估計算法和靈敏度分析算法研究[D];蘭州大學;2012年

9 曾維棟;Reissner-Mindlin板殼無網(wǎng)格法研究及形狀優(yōu)化[D];湘潭大學;2009年

10 雷明舉;4LS-1.6型辣椒采摘裝置的靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計[D];石河子大學;2014年

，

本文編號：2457204