為了準確模擬材料的棘輪效應,在經典的循環(huán)塑性理論框架下,引入次加載面概念并建立了基于次加載面的循環(huán)塑性模型,利用回退映射算法對該模型進行了數(shù)值實現(xiàn)。通過對比基于次加載面的循環(huán)塑性模型和經典的Armstrong-Frederick循環(huán)塑性模型發(fā)現(xiàn),前者能夠調控棘輪效應的演化速率,彌補了Armstrong-Frederick模型只能預測常速率棘輪效應的缺陷。通過材料參數(shù)分析揭示了不同參數(shù)對棘輪效應的影響規(guī)律,從而明確了材料參數(shù)的物理意義。最后,利用建立的基于次加載面的循環(huán)塑性模型對U75V鋼軌鋼和A7N01鋁合金兩種典型金屬材料的棘輪效應進行了模擬。結果顯示,模擬結果與實驗結果吻合較好,所提出的模型可用于不同循環(huán)特性金屬材料棘輪效應的預測。 

【文章來源】：塑性工程學報. 2020,27(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

S-S模型與A-F模型預測結果對比

由于次加載面模型能夠調控棘輪效應演化速率，有必要進一步討論其材料參數(shù)u、c和χ對棘輪效應的影響。為了更清晰地觀測上述參數(shù)改變對應力-應變曲線的影響，僅展示前5個循環(huán)周次的結果。同時，定義每個循環(huán)中最大應變和最小應變之差為棘輪應變，觀測滯回環(huán)的移動速率。參數(shù)u、χ和c的取值對棘輪效應的影響如圖3～圖5所示。由圖3a可知，當u取值增大，加載曲線斜率增加，即單調拉伸曲線必將受到影響。同時發(fā)現(xiàn)，該值的變化也會影響材料的棘輪應變，如圖3b，如果u取值較小時(u=10)，棘輪應變將加速增長。因此，u的實際取值需要結合單調拉伸實驗和應力循環(huán)實驗的結果共同確定。

參數(shù)χ為最大相似中心面和屈服面尺寸的比值，由圖4可知，χ的改變幾乎不影響單調拉伸部分的斜率，但隨著χ的增大，應力-應變滯回環(huán)減小，棘輪應變增大。因此，該參數(shù)可在其它參數(shù)確定之后，通過微調來改善S-S模型對棘輪應變和滯回環(huán)的預測精度。參數(shù)c的影響和參數(shù)χ剛好相反，由圖5可知，隨著c的增加，滯回環(huán)變小，棘輪應變減小。因此，該值同時控制了滯回環(huán)大小和棘輪應變的演化速率。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3042219