【摘 要】
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铝镁合金在加工或者服役过程中会产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应,使得合金表面粗糙化并导致其塑性和韧性迅速降低,甚至造成材料过早失效,影响材料和结构的使用寿命。数
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铝镁合金在加工或者服役过程中会产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应,使得合金表面粗糙化并导致其塑性和韧性迅速降低,甚至造成材料过早失效,影响材料和结构的使用寿命。数值模拟是研究铝镁合金PLC效应的重要途径之一,建立一个能正确表征铝镁合金塑性阶段动态响应的本构模型,是开展铝镁合金PLC效应数值模拟研究的一个重要工作。本文围绕5086铝镁合金材料塑性不稳定问题,在材料本构模型选取和改进,以及PLC效应特征方面开展了以下研究工作。(1)EKMC本构模型及应用。首先根据5086铝镁合金材料PLC效应产生机理确定了EKMC本构模型和对应的本构形式;然后,在确定模型参数和求解流程基础上对5086铝镁合金试件应力应变曲线进行了模拟,通过模拟和实验结果对比分析研究了EKMC本构模型的局限性。(2)EKMC本构模型的改进及验证。首先针对EKMC本构模型的局限性提出了改进方法、研究了本构模型改进形式;然后,研究了改进后的模型参数和负应变率敏感性;对5086铝镁合金试件应力应变曲线进行了模拟,通过模拟和实验结果对比分析验证了改进模型的有效性。(3)PLC效应的数值模拟。基于改进EKMC本构模型,开展了三种不同加载应变率条件下5086铝镁合金PLC效应的数值模拟研究,从应力锯齿形、温度和应变等方面分析了不同类型PLC带的传播规律和微观机理,最后初步探讨了初始条件对PLC效应的影响。
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