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摘 要：帶內(nèi)螺紋的精密零件在經(jīng)歷淬火-低溫回火的熱處理后發(fā)生了輕微的畸變，但是對(duì)于精密工程而言(如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等),這些輕微畸變將會(huì)導(dǎo)致后續(xù)在裝配過(guò)程出現(xiàn)無(wú)法裝配的嚴(yán)重后果。使用有限元軟件及其子程序，考慮了應(yīng)力影響相變和相變塑性，計(jì)算得到了熱處理過(guò)程中的溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)，以及熱處理后的殘余應(yīng)力分布和零件畸變，該畸變與生產(chǎn)過(guò)程中的裝配結(jié)果所顯示的畸變基本一致。

04 畸變能理論 該理論認(rèn)為，彈性體在外力作用下產(chǎn)生變形，荷載做功、彈性體變形儲(chǔ)能，稱之為應(yīng)變能（分為畸變能和體積的改變能）。引起材料屈服的主要因素是畸變能密度，無(wú)論何種狀態(tài)，只要畸變能密度達(dá)到材料單向拉伸屈服時(shí)的畸變能密度，材料就屈服。

04 畸變能理論 該理論認(rèn)為，彈性體在外力作用下產(chǎn)生變形，荷載做功、彈性體變形儲(chǔ)能，稱之為應(yīng)變能（分為畸變能和體積的改變能）。引起材料屈服的主要因素是畸變能密度，無(wú)論何種狀態(tài)，只要畸變能密度達(dá)到材料單向拉伸屈服時(shí)的畸變能密度，材料就屈服。

04 畸變能理論 該理論認(rèn)為，彈性體在外力作用下產(chǎn)生變形，荷載做功、彈性體變形儲(chǔ)能，稱之為應(yīng)變能（分為畸變能和體積的改變能）。引起材料屈服的主要因素是畸變能密度，無(wú)論何種狀態(tài)，只要畸變能密度達(dá)到材料單向拉伸屈服時(shí)的畸變能密度，材料就屈服。

接下來(lái)對(duì)比單次壓縮40%（左側(cè)）和20%remesh（右側(cè)）之后再壓縮20%的結(jié)果對(duì)比：應(yīng)力分布結(jié)果：累計(jì)剪切滑移分布：晶粒旋轉(zhuǎn)角度分布：累計(jì)剪切滑移------應(yīng)力曲線分布重劃分后應(yīng)力略低于不劃分單次壓縮的結(jié)果，其余結(jié)果網(wǎng)格重劃分和原始模型基本一致，驗(yàn)證了作者提出方案的準(zhǔn)確性。

湖南大學(xué)的Qihong Fang等人將原子模擬、離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)和晶體塑性有限元方法結(jié)合起來(lái)，建立了一個(gè)新的框架，研究MPEAs的應(yīng)變硬化行為，實(shí)現(xiàn)了包括納米尺度晶格畸變和微尺度位錯(cuò)硬化在內(nèi)的復(fù)雜跨尺度因素對(duì)塑性變形的影響，作者結(jié)合MD、DDD、CPFE模擬方法和隨機(jī)場(chǎng)理論(圖1)，提出了一種可捕捉MPEAs中嚴(yán)重晶格畸變的分層多尺度方法來(lái)建模MPEAs，該方法連接了三個(gè)長(zhǎng)度尺度(納米尺度、微觀尺度和中尺度

而提取的主要依據(jù)就是晶格畸變參數(shù)，位錯(cuò)的位置就是晶體晶格畸變參數(shù)明顯的原子組的定位，在lammps模擬過(guò)程中，我們添加了晶格畸變參數(shù)的計(jì)算，以便對(duì)數(shù)據(jù)文本的處理。提取后的效果是比較明顯的，模型中最后只留下了產(chǎn)生位錯(cuò)的原子組合。 位錯(cuò)提取前（左）與提取后（右） 模擬結(jié)果 由于合金含量不同，單一位錯(cuò)開動(dòng)的是不一樣的。

其核心挑戰(zhàn)在于：如何在極度網(wǎng)格畸變下繼續(xù)獲得穩(wěn)定、準(zhǔn)確的準(zhǔn)靜態(tài)解。案例演示了兩種解決方案：1、在 Abaqus/Standard 中使用網(wǎng)格到網(wǎng)格的解映射 (Mesh-to-Mesh Solution Mapping)：當(dāng)初始、網(wǎng)格嚴(yán)重畸變時(shí)，停止計(jì)算，基于當(dāng)前變形構(gòu)型生成新網(wǎng)格，并將所有場(chǎng)變量（應(yīng)力、應(yīng)變、狀態(tài)變量等）從舊網(wǎng)格“映射”到新網(wǎng)格，然后在新網(wǎng)格上繼續(xù)分析。

該論文針對(duì)累積疊軋（ARB）中，材料每道次減薄 50%，網(wǎng)格在兩三道次后就會(huì)嚴(yán)重畸變。此外，層數(shù)成倍增加，微觀狀態(tài)如何繼承的問(wèn)題，提出了一種狀態(tài)變量映射技術(shù)。在網(wǎng)格畸變前，通過(guò)插值算法將織構(gòu)（取向）、晶粒形狀（變形梯度）等信息轉(zhuǎn)移到新網(wǎng)格。這保證了材料“記憶”的連續(xù)性。

對(duì)于透鏡、導(dǎo)光條等光學(xué)部件，無(wú)論如何優(yōu)化設(shè)計(jì)，總會(huì)出現(xiàn)畸變、雜散光，良率難以提升。 在進(jìn)行噴涂、電鍍等二次加工時(shí)，涂層出現(xiàn)不均勻、起皺甚至剝離。 這些看似不同的問(wèn)題，其根源往往指向同一個(gè)內(nèi)部因素——塑料制品內(nèi)部的殘留應(yīng)力。它是在注塑成型過(guò)程中，由于不均勻的冷卻、收縮、分子取向等因素“凍結(jié)”在產(chǎn)品內(nèi)部的內(nèi)部力量。

良好的網(wǎng)格適應(yīng)性 擬協(xié)調(diào)元對(duì)網(wǎng)格畸變不敏感，在粗網(wǎng)格、不規(guī)則網(wǎng)格甚至嚴(yán)重畸變網(wǎng)格下仍能保持較高精度。這一特性使其在復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)（如異形薄殼、變厚度構(gòu)件）的分析中具有顯著優(yōu)勢(shì)。 三維應(yīng)力場(chǎng)的準(zhǔn)確表征 擬協(xié)調(diào)固體殼單元保留全部六個(gè)應(yīng)力分量，可直接通過(guò)三維本構(gòu)關(guān)系求解，無(wú)需簡(jiǎn)化假設(shè)，因此能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料層合板的層間應(yīng)力，為層間破壞分析提供可靠依據(jù)。

工程師可以通過(guò)LCSS表格輸入離散的真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)塑性應(yīng)變曲線族來(lái)定義應(yīng)變率效應(yīng)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)警告： LCSS表格的插值機(jī)制是基于自然對(duì)數(shù)插值的。如果輸入的應(yīng)變率曲線出現(xiàn)交叉（即高應(yīng)變率下的應(yīng)力低于低應(yīng)變率下的應(yīng)力），或者硬化曲線呈現(xiàn)負(fù)斜率（未激活損傷模塊時(shí)），求解器的材料剛度矩陣將出現(xiàn)非正定，導(dǎo)致不可控的網(wǎng)格畸變。

另一個(gè)區(qū)域是容易產(chǎn)生淬火裂紋的低溫區(qū)，在MS點(diǎn)溫度以下，在這個(gè)溫度區(qū)間發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，體積膨脹，產(chǎn)生第二類畸變、第二類應(yīng)力及宏觀熱處理應(yīng)力，可能導(dǎo)致淬火裂紋，因此稱危險(xiǎn)區(qū)。在危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)當(dāng)盡量慢冷，以緩和淬火內(nèi)應(yīng)力。

</p><p>負(fù)體積多是網(wǎng)格畸變造成的，和網(wǎng)格質(zhì)量以及材料、載荷條件都有關(guān)系。

二、模型及部分結(jié)果展示 圖1：藍(lán)色為邊坡；紅色為空氣層 圖2：網(wǎng)格的劃分 圖3：賦予模型初始應(yīng)力 圖4：土體達(dá)到地應(yīng)力平衡時(shí)的應(yīng)力分布 圖5：土體底部的地震荷載施加區(qū)域 圖6：所施加的周期性荷載（地震荷載

1.5倍儲(chǔ)灰梁?jiǎn)卧?em>應(yīng)力云圖1.5倍儲(chǔ)灰板單元應(yīng)力云圖 考慮到灰斗四個(gè)角部位置有弧形加強(qiáng)板、包角鋼板加強(qiáng)措施，且剔除有限元計(jì)算在角部的應(yīng)力集中畸變，經(jīng)計(jì)算后滿足要求。三、總結(jié) 結(jié)構(gòu)工程師在既有建筑結(jié)構(gòu)鑒定、加固領(lǐng)域的工作模式有別于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)院或施工單位的做法。