發(fā)布時間：2017-08-10 14:13

  本文關(guān)鍵詞：亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼中應(yīng)變誘導馬氏體相變演化及其本構(gòu)模型

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【摘要】：本文詳細研究了亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼AISI348在單調(diào)多軸和單軸循環(huán)加載條件下的馬氏體相變演化及其對材料力學行為的影響。試驗結(jié)果證實了應(yīng)力三軸度對馬氏體相變的影響,并確定了在應(yīng)變率小于10-2s-1時,應(yīng)變率對馬氏體相變的影響來自于溫度。文中以Santacreu模型為基礎(chǔ),給出了AISI348在單調(diào)多軸準靜態(tài)加載條件下依賴于應(yīng)力三軸度的馬氏體含量演化規(guī)律。本文給出了一個考慮馬氏體相變的本構(gòu)模型,該模型通過一個冪函數(shù)和簡單的疊加,將馬氏體相變強化包含在了材料的各向同性強化項中。結(jié)果顯示,在應(yīng)變較小時,該本構(gòu)模型能夠較好的描述材料的力學行為。本文根據(jù)上述包含馬氏體相變的本構(gòu)模型,簡單推導了其在計算力學中的計算公式,并用FORTRAN語言編寫了一段用戶自定義材料子程序(UMAT),該程序被成功應(yīng)用到了ABAQUS有限元計算中。通過對比光滑圓棒和缺口圓棒拉伸的計算和試驗結(jié)果,驗證了本構(gòu)模型和有限元計算模型的準確性。計算模型同時比較準確的預測了材料中馬氏體相的演化過程,驗證了馬氏體演化模型的準確性。通過定義一個新的應(yīng)變量,本文得到了一個能同時描述單調(diào)和循環(huán)加載條件下馬氏體相變演化的模型。模型建立在單調(diào)加載情況下的馬氏體演化模型基礎(chǔ)上,在沒有反向加載時,該模型退化為上述單調(diào)加載的馬氏體演化模型。該模型能夠準確的描述本文中三個試驗的馬氏體含量的演化。由于馬氏體相變強化,AISI348有非常明顯的循環(huán)硬化現(xiàn)象。通過引入背應(yīng)力,并將馬氏體相變強化引入各向同性強化項中,我們得到了材料在循環(huán)加載條件下的本構(gòu)模型。該模型能夠大體上描述出材料的循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)。然而,由于假定背應(yīng)力是線性的,模型與試驗結(jié)果有一定的差別。
【關(guān)鍵詞】：馬氏體相變 本構(gòu)模型 有限元計算
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 馬氏體演化模型11-15
• 1.3 塑性本構(gòu)模型15-19
• 1.3.1 基于微觀力學的塑性本構(gòu)模型15-18
• 1.3.2 基于宏觀現(xiàn)象學的本構(gòu)模型18-19
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 AISI348奧氏體不銹鋼多軸馬氏體相變的連續(xù)介質(zhì)力學本構(gòu)模型20-34
• 2.1 簡介20-21
• 2.2 試件和試驗21-24
• 2.2.1 試件21-22
• 2.2.2 馬氏體含量的測量22-24
• 2.3 馬氏體相變24-28
• 2.3.1 馬氏體相變演化方程24-25
• 2.3.2 試驗及結(jié)果25-28
• 2.4 塑性模型28-32
• 2.4.1 考慮相變的塑性模型28-30
• 2.4.2 試驗應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系30-31
• 2.4.3 塑性模型參數(shù)的確定31-32
• 2.5 結(jié)論32-34
• 第三章 馬氏體相變塑性計算力學模擬34-47
• 3.1 簡介34
• 3.2 計算力學模型34-40
• 3.2.1 基于有限元方法的本構(gòu)模型35-38
• 3.2.2 D矩陣的推導38-40
• 3.3 試驗40-41
• 3.4 計算模型及結(jié)果41-44
• 3.5 結(jié)果和討論44-45
• 3.6 結(jié)論45-47
• 第四章 循環(huán)加載條件下的馬氏體相變本構(gòu)模型47-63
• 4.1 簡介47
• 4.2 試件和試驗47-53
• 4.2.1 試件47-48
• 4.2.2 試驗及結(jié)果48-53
• 4.3 循環(huán)馬氏體相變53-55
• 4.3.1 循環(huán)馬氏體相變演化模型53-54
• 4.3.2 模型參數(shù)確定54-55
• 4.4 循環(huán)本構(gòu)模型55-61
• 4.4.1 考慮相變的循環(huán)本構(gòu)模型55-57
• 4.4.2 模型參數(shù)確定57-59
• 4.4.3 模型驗證59-61
• 4.5 結(jié)論61-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 附錄A UMAT代碼65-72
• 參考文獻72-80
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單80-81
• 致謝81

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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5 劉曉占;鄧德安;畢濤;童彥剛;;固態(tài)相變對P91鋼激光對接接頭殘余應(yīng)力的影響[J];焊接學報;2015年05期

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7 畢濤;鄧德安;劉曉占;童彥剛;;固態(tài)相變對P91鋼焊接殘余應(yīng)力的影響[J];焊接學報;2015年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：651136