金屬塑性變形機制
關注創建者：xiaozhi1995 創建時間：2021-04-17
金屬塑性變形機制的視頻教程
包含滑移、孿生機制的HCP晶體金屬的晶體塑性有限元建模與分析
本課程主要介紹包含滑移、孿生機制的HCP晶體金屬的晶體塑性有限元建模與分析的基本過程與方法； 課程附件中包含修好好的運行范例.inp文件和考慮滑移、孿生機制的子程序.for文件。
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金屬塑性變形機制的實例教程
來源：材易通
塑性變形是金屬材料加工過程中最重要的問題。這里面涉及一些很基礎的概念，包括: 彈性變形、塑性變形、滑移、位錯、剪切帶、絕熱剪切帶等。對這些概念的理解和認知有利于理清金屬塑性加工過程中一些現象的科學本質。小編整理了一些與金屬塑性加工有關的知識，歡迎大家閱讀和討論，并歡迎您在文章后面留言。
金屬的變形通常有兩類，即塊體加工和板材加工。在塊體加工過程中，整個塊體都會發生塑性變形。在板材成型加工過程中，只有局部發生塑性變形，非常典型的現象就是板材的厚度減薄。
金屬變形加工
金屬的變形包括：彈性變形和塑性變形。當載荷卸掉以后，彈性變形會回復。塑性變形是在外力作用下，金屬發生的永久變形，這種變形是不可回復的。一般來說，當外加載荷超過材料的彈性極限并超過屈服點以后，金屬就會發生塑性變形。在這個過程中所輸入的能量就會被金屬屈服過程中位錯的滑移和孿生所消耗。
軸向拉伸時的工程應力-應變曲線
塑性變形通常以滑移的方式發生，滑移通常沿著晶體中的原子密排面開動，因為在原子的密排面上開動滑移所需要的能量最小。位錯在晶粒中滑移一直到滑移出晶粒才會結束。于是，就在晶體的表面產生臺階，這種臺階就叫滑移帶。在就愛你剪切應力作用下產生的滑移帶稱為剪切滑移帶，簡稱剪切帶[Shear bands]。
金屬中的晶粒形貌
金屬晶粒中的位錯形貌
滑移帶模型
滑移會連續發生，每次只產生一個臺階，所以晶體結構會一直保持不變。
展開 【引言】
金屬納米玻璃是納米尺度上玻璃態材料。納米玻璃顆粒冷壓實后，可以獲得玻璃-玻璃界面連接形成的金屬納米玻璃。最近，計算機模擬和能量色散X射線光譜方法證明，晶粒內部和界面之間存在成分梯度。金屬納米玻璃性質與玻璃-玻璃界面密切相關，但是結構無序和界面寬度窄，加劇了研究難度。模擬金屬納米玻璃的變形機理發現，晶粒尺寸影響塑性響應，結構從非定域變形到剪切帶的過渡。玻璃-玻璃界面的缺陷短程有序充當了剪切轉變區的成核位點。在納米玻璃制備方面，即顆粒的惰性氣體冷凝和冷壓實，預測玻璃-玻璃界面中的缺陷短程有序也受到了變形過程的影響。本文通過分子動力學研究發現，玻璃狀顆粒固結后，納米玻璃界面是接觸區域中拓撲不匹配和剪切過程，這種粒子衍生模型明顯不同于現有的體相衍生微觀結構模型。本文也分析了金屬納米玻璃的整體變形行為與微觀結構和界面特性的相關性。
【成果簡介】
近日，德國達姆施塔特工業大學的Omar Adjaoud（通訊）作者等人，采用分子動力學模擬方法，研究了微觀結構對Cu64Zr36納米玻璃塑性變形行為的影響。分析了兩種制備納米玻璃的方法：一種是化學均勻和不均勻的納米顆粒冷壓獲得的納米玻璃；另一種是體相衍生的多面體組裝而成的納米玻璃。對兩種類型的微結構研究發現，顆粒衍生的納米玻璃的界面體積分數明顯高于體相衍生的納米玻璃的界面體積分數。兩種玻璃的單軸載荷具有不同的塑性響應：顆粒衍生的樣品在屈服時，沒有應力下降，應變局部化非常小和沒有應變軟化；大塊衍生的樣品出現應力下降，應變軟化和大的局部應變。這與兩種玻璃的玻璃-玻璃界面結構的不同類型有關。因此，金屬納米玻璃的宏觀變形行為與玻璃-玻璃界面結構和拓撲結構密切相關，而玻璃-玻璃界面的結構和拓撲結構又與加工工藝有關。
展開 寫在最后：VPSC8在VPSC7的基礎上改進了許多模型及語法，對多晶體的塑性變形過程模擬更為精確，應用更為廣泛，并且其收斂性更強，更有利于大尺寸材料的塑性變形模擬。
相關培訓:
粘塑性自洽多晶體塑性模型軟件（VPSC）課程培訓通知
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劇烈的塑性變形使樣品的能態增加了約21.7J/g而不引起結晶。在0.5 M H2SO4和1.0 M KOH 條件下，HPT處理的Pd40Cu30Ni10P20MG在10 mA/cm2處的過電位分別為76mV和209mV，遠小于那些在相同條件下未經HPT的熔紡Pd40Cu30Ni10P20MG的電位(分別為179 mV和379mV)。改進的HER性能應主要歸因于通過嚴重的塑性變形顯著增加非晶基體中流動單元的密度。Pd40Cu30Ni10P20金屬玻璃(MG)上的高壓扭轉(HPT)產生的劇烈塑性變形將在非晶基體上產生更多的流動單元，并顯著提高酸性和堿性介質中的電催化析氫反應(HER)性能。本文為金屬玻璃(MGs)催化劑的設計提出了指導性建議，對未來氫能源的開發利用產生有益影響。
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原始文獻：《An elasto-viscoplastic formulation based on fast Fourier transforms for the prediction of micromechanical fields in polycrystalline materials》
DOI：10.1016/j.ijplas.2011.12.005
在計算微觀力學領域，如何高效預測多晶體內部的異質應力場量一直是核心難題
晶體塑性模擬中的大變形網格重劃分4個月前
參考文獻《Large-deformation crystal plasticity simulation of microstructure and microtexture evolution through adaptive remeshing》
在我們進行大變形晶體塑性時，做到后期，最常見的“翻車點”不是本構收斂性問題，而是網格畸變：單元被壓扁/拉長后，數值誤差會明顯放大，輕則結果不準，
冷軋是一種在低于再結晶溫度（通常為室溫）的溫度下，通過輥子對金屬板材進行進給以壓縮其厚度的工藝。
本模擬演示了鋁材的冷軋過程。
本案例對彈性和塑料材料進行了對比模擬。
<p>如下圖所示，這是筆者自己做的彈塑性拉伸變形模型，采用ls-prepost建模，ls-dyna做求解器。</p><p><br></p><p>試樣尺寸為ASTM D638標準 type I樣條</p><p><br></p><p><strong><u>付費解鎖后提供：</u></strong></p><p><strong><u>1、拉伸模型k文件下載</u></strong></p><p><br><
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
基于comsol的卷曲金屬拉伸塑性
參考文獻：《Low-cycle fatigue life prediction of a polycrystalline nickel-base superalloy using crystal plasticity modelling approach》
在原始程序中修改流動方程，加入背應力項，引入運動硬化項，從而可以描述多晶金屬循環加載中的包辛格效應
背應力的演化遵循
擴展黃永剛原始晶體塑性程序加入AF背應力模擬金屬疲勞問題
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本期將繼續介紹粘塑性自洽模型在金屬變形過程的應用。如下，采用的是鋯Zr合金作為研究材料，變形工藝為室溫壓縮至應變為1.0，模型采用VPSC8.0進行計算，分別獲得了變形后的極圖、滑移激活以及位錯密度等數據?？梢园l現，原始材料的合金取向趨向于<0001>//Z方向的基面纖維織構，當材料經過室溫大變形后，已經不在是典型的織構，不過根據反極圖來看，主要為(10-11)<11-20>織構等。
