×

铝镁合金动态应变时效动力学模型的有限元实现。 (英语) Zbl 1235.74326号

总结:M.A.索尔W.A.科廷【Acta Mater 56,4091–4101(2008)】最近开发了溶质强化合金动态应变时效模型。他们的本构定律使用速率方程描述了与时间相关的溶质强化,速率方程可以通过原子模拟进行校准。本文将其材料模型纳入到连续有限元模拟中,以完成预测溶质强化合金成形性的多尺度方法。Soare-Curtin模型首先被重新形成为状态变量本构关系,适用于有限元计算。然后,开发了一个有效的数值程序来跟踪变形过程中固体中老化移动位错和森林位错的强度分布。通过模拟三维铝镁合金拉伸试样在恒定标称应变率下承受单轴加载的行为,对该方法进行了测试。该模型预测了应变速率对Al-Mg合金稳态流动应力的影响,但在我们的任何模拟中均未观察到Portevin-Le Chátelier带或锯齿状流动,并且未正确预测应变率对拉伸塑性的影响。讨论了这种行为的原因和可能的解决方法。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74立方厘米 小应变率相关塑性理论(包括粘塑性理论)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Le Chátelier,《温度和温度的影响》,《冶金评论》6,第914页–(1909)
[2] Portevin,Sur un现象观察到了lors de lessai de traction dalliages en course de transformation,Comptes Rendus de l-Academie des Sciences 176 pp 507–(1923)
[3] 科特雷尔(Cotterell),《关于Portevin-Le Chátelier效应的注释》,《哲学杂志》(Philosophical Magazine)44,第829页–(1953)·doi:10.1080/14786440808520347
[4] Korbel,《Portevin-Le Chátelier变形条件下金属的负应变率敏感性问题》,《冶金学报》29,第89页–(1981)·doi:10.1016/0001-6160(81)90089-4
[5] 特洛伊亚诺娃(Trojanova),《关于镁合金中锯齿状流动开始的应变》,Scripta Materialia 56 pp 793–(2007)·doi:10.1016/j.scriptamat.2006.12.048
[6] Abbadi,《应力控制和应变控制拉伸试验下5182铝合金中Portevin-Le Chátelier带的特征》,材料科学与工程A 337第194页–(2002)·doi:10.1016/S0921-5093(02)00036-9
[7] Chmelík,《利用声发射和激光伸长测量技术研究应变率和应力率控制试验中的Portevin-Le Chátelier效应》,材料科学与工程A 462第53页–(2007)·doi:10.1016/j.msea.2006.01.169
[8] Jiang,Al-4 wt中Portevin-Le Chátelier效应动力学的实验研究·doi:10.1016/j.jallcom.2006.03.062
[9] 埃斯特林,塑性流动空间与时间不稳定性的局部化,《冶金学报》39页2943–(1991)·doi:10.1016/0956-7151(91)90110-M
[10] Reed,Al-Mg合金锯齿流动期间锯齿特征和声发射的观察,材料科学与工程A 359 pp 1–(2003)·doi:10.1016/S0921-5093(02)00729-3
[11] Tong,传播变形带的应变表征,《固体力学与物理杂志》第46期第2087页–(1998)·Zbl 0945.74514号 ·doi:10.1016/S0022-5096(98)00058-1
[12] Chihab,Al-5中Portevin-Le Chátelier带的动力学·doi:10.1016/0036-9748(87)90435-2
[13] 施瓦兹,《Al6061合金中Portevin-Le Chátelier效应的动力学》,《冶金学报》33,第295页–(1985)·doi:10.1016/0001-6160(85)90148-8
[14] Wen,《铝合金5000系列锯齿屈服的研究》,材料科学与工程A 354 pp 279–(2003)·doi:10.1016/S0921-5093(03)00017-0
[15] Tong,单个Portevin-Le Chátelier变形带的时间分辨应变映射测量,Scripta Materialia 53第87页–(2005)·doi:10.1016/j.scriptamat.2005.03.020
[16] Shabadi,试样条件、取向和合金成分对PLC带参数的影响,材料科学与工程A 382第203页–(2004)·doi:10.1016/j.msea.2004.04.079
[17] Curtin,铝镁合金动态应变时效的预测机制,《自然材料》5第875页–(2006)·doi:10.1038/nmat1765
[18] Olmsted,Al/Mg合金中溶质强化的分子动力学研究,固体力学和物理杂志54 pp 1763–(2006)·Zbl 1120.74862号 ·doi:10.1016/j.jmps.2005.12.008
[19] Fressengeas,《动态应变时效:位错-溶质耦合动力学模型》,材料科学与工程a 400-401 pp 226–(2005)·doi:10.1016/j.msea.2005.02.073
[20] Hahner,《关于Portevin-Le Chátelier效应的物理第2部分:从微观到宏观行为》,材料科学与工程A 207第216页–(1996)·doi:10.1016/0921-5093(95)10032-6
[21] Hahner,《关于Portevin-Le Chátelier效应的物理第1部分:动态应变时效的统计》,材料科学与工程A 207第208页–(1996)·doi:10.1016/0921-5093(95)10033-4
[22] Horvath,Al-Mg合金塑性变形过程中的塑性不稳定性和位错密度,材料科学与工程A 445-446第186页–(2007)·doi:10.1016/j.msea.2006.09.019
[23] Xu,残余和预先存在的溶质簇对稀固溶体动态应变时效的影响,材料科学与工程建模与模拟15 pp 385–(2007)·doi:10.1088/0965-0393/15/5/001
[24] Picu,稀释固体溶液负应变率敏感性的机制,《材料学报》52页3347–(2004)·doi:10.1016/j.actamat.2004.03.042
[25] Ananthakrishna,位错集体行为的当前理论方法,《物理报告》440第113页–(2007)·doi:10.1016/j.physrep.2006.10.003
[26] Estrin,《动态应变时效材料的瞬态流动行为建模》,《冶金与材料学报》39 pp 2977–(1991)·doi:10.1016/0956-7151(91)90030-5
[27] Rizzi,《关于Portevin-Le Chátelier效应:理论建模和数值结果》,《国际塑性杂志》第20卷第121页–(2004)·Zbl 1134.74336号 ·doi:10.1016/S0749-6419(03)00035-4
[28] McCormick,《动态应变时效导致的流动局部化理论》,《冶金学报》第36卷第3061页–(1988年)·doi:10.1016/0001-6160(88)90043-0
[29] McCormick,Portevin-Le Chátelier效应的数值模拟,《冶金学报与材料》第43页,1969–(1995)·doi:10.1016/0956-7151(94)00390-4
[30] 彭宁,《Portevin-Le Chátelier效应的数学》,《冶金学报》20页1169–(1972)·doi:10.1016/0001-6160(72)90165-4
[31] Soare,fcc金属动态应变时效的单机械速率理论,《材料学报》56第4091页–(2008)·doi:10.1016/j.actamat.2008.04.030
[32] Soare,《流动位错和森林位错的溶质强化:fcc金属动态应变时效的起源》,《材料学报》第56卷第4046页–(2008)·doi:10.1016/j.actamat.2008.04.027
[33] Hahner,《关于Portevin-Le Chátelier效应的临界条件》,《材料学报》45,第3695页–(1997)·doi:10.1016/S1359-6454(97)00066-9
[34] Estrin,《塑性流动空间不稳定性与时间不稳定性的局部化》,《冶金与材料学报》39第2943页–(1991)
[35] Mesarovic,动态应变时效和塑性不稳定性,固体力学和物理杂志43 pp 671–(1995)·Zbl 0877.73030号 ·doi:10.1016/0022-5096(95)00010-G
[36] Benallal,《存在Portevin-Le Chátelier效应时AA 5083铝合金行为的实验和数值研究》,《国际塑性杂志》,第24页,1916–(2008)·Zbl 1419.74002号 ·doi:10.1016/j.ijplas.2008.03.008
[37] Benallal,应变速率对AA5083-H116铝合金PLC变形带特征的影响,哲学杂志88 pp 3311–(2008)·doi:10.1080/14786430802468223
[38] Bertram,Portevin-Le Chátelier效应的建模与模拟,《应用数学与力学学报》6,第353页–(2006)·doi:10.1002/pamm.200610158
[39] 江,三种类型的Portevin-Le Chátelier效应:实验和建模,《材料学报》55页2219–(2007)·doi:10.1016/j.actamat.2006年10月29日
[40] Kok,使用多晶体塑性模拟Portevin-Le Chátelier效应,《物理学报IV》105第191页–(2003)·doi:10.1051/jp4:20030187
[41] Kok,使用多晶体塑性在急流中的空间耦合,《材料学报》51第3651页–(2003)·doi:10.1016/S1359-6454(03)00114-9
[42] Böhlke,Portevin-Le Chátelier效应的几何非线性建模,计算材料科学44页1076–(2009)·doi:10.1016/j.commatsci.2008.07.036
[43] 哈纳,Cu-15中传播Portevin-Le Chátelier变形带的观测和建模·doi:10.1080/01418610108214367
[44] Hopperstad,铝合金中Portevin-Le Chátelier效应的有限元模拟,《物理学报》IV 134第435页–(2006)·doi:10.1051/jp4:2006134067
[45] Hopperstad,《Portevin-Le Chátelier效应对铝合金颈缩影响的数值研究》,《材料科学与工程建模与模拟》,第15页,747–(2007)·doi:10.1088/0965-0393/15/7/004
[46] Lasko,Portevin-Le Chátelier效应的有限元模拟,材料科学与工程中的建模与模拟13 pp 645–(2005)·doi:10.1088/0965-0393/13/5/001
[47] Zhang,Portevin-Le Châtelier带的形态:Al-Mg-Si的有限元模拟,材料学报49第1087页–(2001)·doi:10.1016/S1359-6454(00)00380-3
[48] 伍德沃德,从密度泛函理论预测铝中的位错核,物理评论快报100(2008)·doi:10.1103/PhysRevLett.100.045507
[49] 科克斯,滑移热力学和动力学,《材料科学进展》,第19页,第1页–(1975年)
[50] McCormigk,替代合金中Portevin-Le Chátelier效应的模型,《冶金学报》20,第351页–(1972)·doi:10.1016/0001-6160(72)90028-4
[51] Van den Beukel,《动态应变时效对机械性能的影响理论》,《固体物理状态A 30》第197页–(1975)·doi:10.1002/pssa.2210300120
[52] Estrin,稀合金中的集体位错行为和Portevin-Le Chátelier效应,材料力学行为杂志2 pp 255–(1989)·doi:10.1515/JMBM.1989.2.3-4.255
[53] Kubin,位错密度的演变和Portevin-Le Châtelier效应的临界条件,冶金学报和材料38第697页–(1990)·doi:10.1016/0956-7151(90)90021-8
[54] Soare,《固体溶液负应变率敏感性的多尺度建模:本构公式》,《国际多尺度计算工程杂志》3,第415页–·doi:10.1615/IntJMultCompEng.v3.i4.20
[55] Kocks,《工件切削和低温蠕变定律》,《工程材料与技术期刊——ASME 98第76页汇刊》·数字对象标识代码:10.1115/1.3443340
[56] Benallal,《动态应变老化和相关不稳定性:实验、理论和数值方面》,《欧洲力学杂志》A 25,第397页–(2006)·邮编1093.74004 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2005.10.007
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。