基于Abaqus的高純鋁不同應變率下單晶塑性變形的取向依賴性研究

文章題目:《Strain rate effect of high purity aluminum single

crystals: Experiments and simulations》

文章doi:10.1016/j.ijplas.2014.10.002

推薦理由:作者研究了高純鋁不同應變率下單晶塑性變形的取向依賴性,不同應變率下的流動應力情況通過Laue Back-Reflection 技術測量,并提出了兩類單晶本構模型用于預測單晶不同應變率的應力響應的能力,研究表明,相較于傳統的單晶冪律流動模型,所提出的另外的唯象和位錯密度模型很好捕捉了應變率效應,提出的唯象模型參數少,便于擬合,物理模型參數更多,但物理意義更明確,這在捕捉單晶多滑移系開動時提供了更準確的預測(更接近實驗結果)。(原因是位錯密度模型提供了位錯之間更合理的相互作用形式)

作者的研究思路

一,通過實驗獲得兩種取向的單晶在不同應變率下的流動應力,并發現了單晶變形的流動應力與應變率和取向是強相互影響的

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二,為了捕捉這種應變率響應,作者在huang經典程序的技術上進行了修改,提出了兩類新的流動和硬化的晶體塑性模型,三類模型分別如下:

類型一:經典單晶唯象本構方程

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類型二:應變率修正的單晶唯象本構方程(類似于JC的修改形式,考慮溫度和應變率)

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類型三:考慮熱激活和位錯密度的物理本構模型

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作者詳細探討了三種模型的差異性和預測能力,并對物理模型的參數給出了大概的區間以及參數的影響,對于使用位錯密度模型提供了很好的范例

三類模型的預測結果如下所示:

模型一的預測結果

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模型二的預測結果

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模型三的預測結果

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作者認為模型三對單晶變形的預測能力最好,因為其捕捉了更多的物理特征。

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最后,有需要的小伙伴歡迎聯系。

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