多晶金属棘轮行为的微观机理及相关本构模型研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:iamphfeng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
棘轮效应是材料或结构在非对称应力控制循环载荷下产生的一种塑性应变的累积现象。棘轮变形的产生将会导致结构变形超限或者疲劳寿命降低而不能正常工作,需要在结构设计和寿命预测时予以重点考虑。近30年来,国内外的许多学者对金属材料的棘轮行为开展了广泛的实验研究和理论描述。然而,绝大部分的研究都是宏观实验研究和基于宏观实验唯象地对棘轮行为进行理论描述,很少涉及到不同晶体结构材料棘轮变形的微观机理以及基于微观机理的本构模型研究。由于没有考虑棘轮变形的微观机理,目前已有的本构模型都有各自的局限性,不能对棘轮行为进行全面而准确的描述,过多的材料参数也限制了此类本构模型的工程应用,仍需大力发展。为此,很有必要首先对材料在单轴和非比例多轴下棘轮变形的微观机理进行深入和系统的研究,获得棘轮变形过程中微结构的演化规律,揭示材料棘轮变形的微观机理,进而建立基于微观机理的、全新的循环本构模型,提高对金属材料棘轮行为的预测能力。为了对不同晶体结构的多晶材料的棘轮变形微观机理进行系统的研究和建立基于微观机理的循环本构模型,本论文开展了以下研究工作:1.室温下,对两种多晶材料(面心立方低层错能的316L不锈钢和体心立方高层错能的20碳钢)开展了系统的单轴、非比例多轴应变控制和非对称应力控制循环实验研究。讨论了两种材料的应变循环特性、应力水平和加载路径对棘轮变形的影响,同时为研究棘轮变形微观机理的微观实验观察提供了试样以及为基于微观机理的本构模型的研究提供了实验基础。2.在宏观实验的基础上,针对同一加载工况下不同循环周次的一组试样,通过透射电子显微镜观察了棘轮变形不同阶段材料内部典型的位错亚结构及其演化规律。通过与单轴拉伸和对称应变循环过程中材料内部位错组态及其演化的对比,对两种材料的单轴、非比例多轴棘轮变形的微观机理进行了定性的解释。这部分研究工作对比了两种不同晶体结构多晶材料棘轮变形的微观机理,得到了一些对于揭示立方晶体多晶材料棘轮变形微观机理有用的结论,同时给建立基于位错机制的棘轮本构模型提供了物理基础。3.在循环变形的宏观实验结果和微观机理研究的基础上,引入了棘轮变形的位错机制,在小变形晶体塑性框架下,改进和发展了一个新的晶体塑性循环本构模型,对两种多晶材料的棘轮行为进行了模拟和预测。模型中引入了修正的与位错演化相关的Armstrong-Frederick非线性随动硬化演化率,同时采用与位错短程交互作用相关的临界剪应力来描述各项同性硬化。新发展的模型能对面心立方316L不锈钢和体心立方20碳钢的单轴和非比例多轴棘轮行为进行合理的描述;同时模型的单晶形式能合理预测了两种材料在单晶层次上的棘轮行为,反映单晶棘轮行为的晶体学取向和应力水平依赖性。
其他文献
人类对自然环境的改造深刻地影响着地球系统的生物地球化学过程,该过程通过生态过程、水文过程和气候过程之间的高度耦合作用,使支撑人类社会经济的自然生态环境系统发生着人
运用规范和实证相结合的研究范式,基于已有研究的基础上,依托契约关系理论,首先提出降低商业性体育赛事交易网络交易成本的主要变量,即网络契约关系结构;继而运用德尔菲法对
<正>目的以新西兰大白兔隐动静脉逆行岛状皮瓣为实验模型,探讨结扎血管蒂伴行静脉干对逆行岛状皮瓣存活的影响。方法将10只新西兰大白兔两侧后肢随机分为2组,每组10个皮瓣,进
会议
混合共同担保是一项重要的担保类型,对推动资本融通、维护交易安全和促进经济发展具有不可估量的作用。现行法律中对混合共同担保的规定主要体现在《担保法》第28条、《担保法司法解释》第38条以及《物权法》第176条等法律条文中,因在我国现行的相关法律法规中对混合共同担保的规定较少,理论界和实务中对混合共同担保中担保人的内部追偿权问题争议不断。在当事人之间没有明确约定的情况下,首先是物保和人保的责任顺序问题
<正>The Chinese Associaon for Laboratory Animal Sciences (CALAS) was founded in 1987. Qian Xin-zhong, the former minister of the Ministry of Health, was the pre
过往三十年,香港因制造业大规模迁移至内地,获得了新的发展空间,服务业快速发展;但同时,香港未能抓住机遇推动本地制造业向高端发展,导致制造业全面流失。目前,香港的服务业
日本西部&#39;豪雨&#39;的余威还未散去,持续月余的山火便烧红了美国加州的天空;富埃戈火山的火山灰还覆盖着危地马拉的村庄,苏拉威西的地震和海啸就摧毁了印尼13.3万人的家
湖南科技学院女大学生生理期痛经状况较为普遍,已经影响到她们的学习和生活。通过随机问卷调查的方式,对300名女大学生的原发性痛经情况及其影响因素的相关数据进行统计分析
语文既是交际工具又是文化载体,推动文化改革发展既是学科课程性质赋予中学语文教师的光荣职责,更是中学语文教师专业化发展所面临的新的时代使命。“文化是民族的血脉,是人民的
大提琴一直是乐团演奏中的重要乐器,其优美的音色深受广大人群喜爱。持弓的方式对于大提琴的演奏效果具有十分重要的意义,同时也直接影响到大提琴的音色表现。在运用大提琴演