孪生子

镁合金AZ31B退火板材室温低速塑性本构模型的建立。六方密排(HCP)晶体结构的金属和合金在机械加载时除了位错滑移外,还会发生孪晶。塑性响应的复杂性和孪晶的有限程度阻碍了其室温成形性,从而阻碍了其广泛应用。为了在设计新的成形工艺时充分利用孪生板料的特殊变形特性,寻求了一种实用的平面应力材料有限元模型。基于Mg-AZ31B的三种唯象变形模式:S(滑移)、T(孪晶)和U(未缠绕),建立了这样一个模型TWINLAW。这些模式分别对应于三种测试状态:初始面内拉伸(来自退火状态)、初始面内压缩和压缩后的面内张力。采用具有初始非零背应力的vonmises屈服面来解释塑性屈服不对称性,并根据一种新的各向同性和非线性运动硬化模型进行演化。在整个变形过程中,纹理及其演化通过c轴方向的加权离散概率密度函数来表示。利用模型中包含的显式规则,c轴的方向随孪生或非缠绕演化。TWINLAW在Abaqus/标准中通过UMAT实现,其本构参数由面内拉伸/压缩试验获得。各种试验的模拟结果与实验结果吻合良好。在没有实验结果的复杂加载路径下,也进行了评估模型稳定性的试验。计算时间的比较表明,孪晶律比包含孪晶的粘塑性自洽多晶体模型快两个数量级,但比具有各向同性硬化的常规连续介质模型慢一个数量级。孪生定律再现了Mg变形的所有标准特征和特殊特征,包括滑移、孪生和未绞合,适用于一系列应变状态和这些状态之间的转换,但尚未对多循环应变路径进行验证。