【摘要】：鋁鎂合金因其較低的生產(chǎn)成本和優(yōu)異的材料性能在生活中得到了廣泛的使用。日常的交通工具、電子設(shè)備以及許多建筑中都可以見到它們的身影。和其他大部分合金材料一樣,鋁鎂合金在發(fā)生塑性屈服時(shí)也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力抖動(dòng)以及應(yīng)變局域化現(xiàn)象。通常稱這種不規(guī)則屈服現(xiàn)象為動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效效應(yīng),其本質(zhì)是溶質(zhì)原子與位錯(cuò)相互作用的結(jié)果。如果加工過程出現(xiàn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效則有可能導(dǎo)致成型困難,或者成型材料殘余應(yīng)變、光滑度等達(dá)不到生產(chǎn)要求。使用時(shí)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效則會(huì)帶來一定的安全隱患。因此研究清楚鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效特征十分必要。生活方式隨科技進(jìn)步不斷改變,新的應(yīng)用場景對(duì)鋁鎂合金性能提出了更高的要求。優(yōu)化傳統(tǒng)鋁鎂合金的同時(shí)也需要研發(fā)新型的鋁鎂合金才能滿足使用要求。這對(duì)鋁鎂合金材料動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效的研究提出了更多的挑戰(zhàn)。雖然已經(jīng)有大量研究成果,但是高效、準(zhǔn)確分析新的使用環(huán)境下新舊型鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效響應(yīng)特征仍然任重道遠(yuǎn)。本文就采用數(shù)值模擬的方法,模擬了鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效宏觀現(xiàn)象和微觀機(jī)制,對(duì)預(yù)測鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效特征提供了一定的指導(dǎo)意義。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)用有限元法實(shí)現(xiàn)了鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象�；谝环N連續(xù)介質(zhì)本構(gòu)模型,借助Abaqus用戶子程序UMAT模擬不同應(yīng)變率以及不同厚度時(shí)鋁鎂合金板的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效響應(yīng)。(2)分析了有限元模擬時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效時(shí)臨界條件。結(jié)果表明主要與應(yīng)力率和時(shí)間增量步有關(guān)。(3)采用分子動(dòng)力學(xué)分析鎂原子團(tuán)和孿晶等對(duì)鋁鎂合金動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效的影響。結(jié)果表明鎂原子團(tuán)對(duì)刃位錯(cuò)的釘扎會(huì)增強(qiáng)動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效響應(yīng),而孿晶對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效的影響則取決于其晶向。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.21;TG156.92
【圖文】：

圖 1-1 應(yīng)力鋸齒類型兩種分類[19]態(tài)應(yīng)變時(shí)效空間特性主要通過實(shí)驗(yàn)觀測應(yīng)變帶變化。通常有兩種類型帶，Luders front 變形帶和 PLC 變形帶。在拉伸試件中 Luders front 變屈服區(qū)和未屈服區(qū)之間，它通常在板的一端產(chǎn)生然后以常速率傳播到LC 應(yīng)變帶則為一系列板端產(chǎn)生的剪切應(yīng)變帶[17]。實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷優(yōu)化，究也越來越精準(zhǔn)、深入。1987 年 Chihab 直接觀察式樣表面不光滑變形[23]

參數(shù)μR11CR R22R取值 70000 0.31 8.8 1385.8 219.3 15.9參數(shù)S(MPa)0p (1/s) H dt 取值 2.23 1.0E-8 27.9 1.0E-4 0.02 0.336本文有限元模擬分兩個(gè)部分。第一部分研究 20×8×100 3的板在不同應(yīng)變率拉伸時(shí)的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效特征。第二部分分析不同厚度板在同一應(yīng)變率拉伸時(shí)的動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效特征。所有的模型均采用八節(jié)點(diǎn)線性單元，單元大小為 1×1×1 3，用高斯全積分對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行求解。在板的頂端及底端沿 y 方向施加常應(yīng)變率進(jìn)行加載，同時(shí)約束板的頂端以及底端 x 和 z 方向位移。如圖(2-1)所示。自動(dòng)增量時(shí)間步控制在0.0001-0.05 s 之間，子程序迭代誤差控制為106。每 5 或 10(時(shí)間增量步小時(shí)取 10，增量步大時(shí)取 5)步輸出整體模型計(jì)算結(jié)果。表（2-2）給出全部模型及加載求解設(shè)置情況。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2727185