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张凯；胡塞姆·巴德雷丁；凯梅斯·萨努尼

镁合金非对称硬化的热力学一致本构模型，包括各向同性延性损伤。 （英语） Zbl 1406.74188号

欧洲力学杂志。，A、 固体 73, 169-180 (2019).
总结：众所周知，镁合金在塑性流动过程中表现出强烈的初始各向异性和硬化不对称性。这些行为主要是由它们的六边形紧密堆积（HCP）晶格结构和变形孪晶的激活引起的。本文提出了一个热力学一致的塑性模型，用于描述镁合金的强各向异性/不对称行为，并考虑了各向同性延性损伤的影响。通过沿轧制板材不同方向的剪切、拉伸和压缩试验，提供了该模型的详细校准方法。与初始各向异性和强度差效应（SD）相关的材料参数与硬化和损伤参数分开处理。识别过程基于将整个变形过程中的实验测量值与有限元模拟结果之间的差异降至最小，直至最终失效。对新提出的模型进行了参数研究，以证明其捕捉硬化不对称性的能力。通过对两种镁合金（AZ31B和ZEK100）的应用，说明了该模型的预测能力，准确预测了初始拉压不对称性和单调压缩下异常的应力应变响应。

MSC公司：

74F05型 固体力学中的热效应

关键词：

塑性各向异性；硬化不对称；延性损伤

软件：

HYPLAS公司；TWINLAW公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛K.Zhang｝等人，《欧洲机械杂志》。，A、 固体73169-180（2019年；Zbl 1406.74188）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 阿格纽，S。；D.布朗。；Tome，C.，使用原位中子衍射验证镁合金AZ31弹塑性响应的多晶模型，材料学报。，54, 4841-4852 (2006)
[2] 阿格纽，S.R。；迪古鲁。，镁合金AZ31B的塑性各向异性和非基底滑移作用，国际塑料杂志。，21, 1161-1193 (2005) ·Zbl 1154.74305号
[3] 艾哈迈德，I.R。；Shu，D.W.，AZ31B镁合金在大范围应变率下的压缩和本构分析，Mater。科学。工程师，A，592，40-49（2014）
[4] 阿雷茨，H。；Barlat，F.，基于线性应力偏差变换的钣金成形无条件凸屈服函数，关键工程材料，667-672（2012），Trans-Tech Publ
[5] Badreddine，H。；Saanouni，K。；Dogui，A.，《关于金属成形中完全耦合各向同性延性损伤的非关联各向异性有限塑性》，《国际塑料杂志》。，26, 1541-1575 (2010) ·Zbl 1431.74029号
[6] Badreddine，H.公司。；岳，Z.M。；Saanouni，K.，《有限应变下完全与延性损伤耦合的诱导塑性各向异性建模》，《国际固体结构杂志》。，108, 49-62 (2017)
[7] Banabic，D.，《金属板正交各向异性的改进分析描述》，《国际塑料杂志》。，21, 493-512 (2005) ·Zbl 1154.74306号
[8] Banabic，D。；巴拉特，F。；Cazacu，O。；Kuwabara，T.，各向异性和可成形性的进展，Int.J.材料形态，3165-189（2010）
[9] 巴拉特，F。；Brem，J.C。；Yoon，J.W。；Chung，K。；迪克·R·E。；Lege，D.J。；Pourboghrat，F。；崔顺实。；Chu，E.，铝合金薄板的平面应力屈服函数-第1部分：理论，国际塑料杂志。，19, 1297-1319 (2003) ·Zbl 1114.74370号
[10] 巴拉特，F。；Lege，D.J。；Brem，J.C.，各向异性材料的六组分屈服函数，国际塑料学会。，7, 693-712 (1991)
[11] 巴拉特，F。；Lian，J.，钣金的塑性行为和拉伸性。第1部分：平面应力条件下正交各向异性板的屈服函数。，5, 51-66 (1989)
[12] 巴罗斯，P.D。；Alves，J.L。；奥利维拉，M.C。；Menezes，L.F.，《金属材料上的拉压不对称性和正交各向异性建模：数值实现和验证》，《国际力学杂志》。科学。，114, 217-232 (2016)
[13] 巴罗斯，P.D。；Alves，J.L。；奥利维拉，M.C。；Menezes，L.F.，《拉伸-压缩不对称对AA2090-T3合金圆柱形杯形成形影响的研究》，《国际固体结构杂志》。(2017)
[14] Bernacki，M。；Resk，H。；库佩兹，T。；Logé，R.E.，使用水平集框架的多晶聚集体初级再结晶有限元模型，模型。模拟。马特。科学。工程，17064006（2009）
[15] Besson，J.，延性断裂的连续模型：综述，国际损伤力学杂志。，19, 3-52 (2009)
[16] 北卡罗来纳州博诺拉。；詹蒂莱，D。；Pirondi，A。；Newaz，G.，三轴应力状态下的延性损伤演化：理论与实验，国际塑料学会。，21, 981-1007 (2005) ·Zbl 1161.74329号
[17] Bron，F。；Besson，J.，《各向异性材料的屈服函数在铝合金中的应用》，国际塑料杂志。，20, 937-963 (2004) ·Zbl 1254.74105号
[18] 布鲁西，S。；Altan，T。；Banabic博士。；巴里亚尼，P.F。；布罗修斯。；曹，J。；Ghiotti，A。；Khraisheh，M。；Merklein，M。；Tekkaya，A.E.，板材成形中材料行为和成形性的测试和建模，CIRP年鉴，63727-749（2014）
[19] Cazacu，O。；Barlat，F.，描述压敏金属各向异性和屈服差效应的标准，国际塑料杂志。，2027-2045年（2004年）·Zbl 1107.74006号
[20] Cazacu，O。；普朗基特，B。；Barlat，F.，六角密排金属的正交屈服准则，国际塑料杂志。，22, 1171-1194 (2006) ·Zbl 1090.74015号
[21] 北卡罗来纳州钱多拉。；Lebensohn，R.A。；Cazacu，O。；Revil-Baudard，B。；米什拉·R·K。；Barlat，F.，各向异性和拉压不对称性对AZ31 Mg扭转响应的综合影响，《国际固体结构杂志》。，58, 190-200 (2015)
[22] Chen，F.-K。；黄天斌，AZ31镁合金板材冲压成形性，马特。过程。技术。，142, 643-647 (2003)
[23] 切诺，J.-L。；Bernacki，M。；Bouchard，P.-O。；Fourment，L。；哈切姆，E。；Perchat，E.，有限元金属成形模拟的近期和未来发展，（第11届国际塑性技术会议，ICTP 2014（2014））
[24] de Souza Neto，E.A。；佩里克·D·。；Owen，D.R.，《塑性计算方法：理论与应用》（2011），John Wiley&Sons
[25] Dogui，A.，《大塑性各向异性》（1989），克劳德·伯纳德·利昂大学
[26] Drucker，D.C.，《实验与塑性数学理论的关系》，J.App。机械。转ASME。，16, 349-357 (1949) ·Zbl 0036.39903号
[27] 埃尔蒂尔克，S。；布洛克，W。；波伦，J。；莱齐格，D。；Steglich，D.，镁合金挤压热-机械模型的本构关系，国际J材料形态，5325-339（2011）
[28] 冯，F。；黄，S。；孟，Z。；胡，J。；雷，Y。；周，M。；Wu，D。；Yang，Z.，AZ31B镁合金在不同高应变率和温度下拉伸性能的实验研究，材料。设计。，57, 10-20 (2014)
[29] 加法里·塔里（Ghaffari Tari），D。；沃斯威克，M.J。；美国阿里。；Gharghouri，M.A.，AZ31B镁合金的机械响应：室温下考虑比例加载的实验表征和材料建模，国际塑料杂志。，55247-267（2014年）
[30] Goidescu，C。；Welemane，H。；Kondo，D。；Gruescu，C.，《最初正交异性材料中的微裂纹闭合效应》，欧洲力学杂志。A固体。，37, 172-184 (2013) ·Zbl 1347.74073号
[31] 郭，X。；Chapuis，A。；吴，P。；Agnew，S.，《轧制镁合金AZ31在单轴压缩下的孪晶和各向异性》，《国际固体结构杂志》。，64, 42-50 (2015)
[32] 哈比卜，S.A。；Khan，A.S。；Gnäupel-Herold，T。；劳埃德·J·T。；Schoenfeld，S.E.，《含稀土镁合金板材ZEK100在不同应变率和温度下的各向异性、拉压不对称性和织构演变：实验和建模》，国际塑料杂志。，95, 163-190 (2017)
[33] 哈马，T。；Takuda，H.，双向拉伸下镁合金板材加工行为的晶体塑性有限元模拟，计算。马特。科学。，51, 156-164 (2012)
[34] Hill，R.，《各向异性金属的屈服和塑性流动理论》，Proc。R.Soc.伦敦。序列号。A、 193281-297（1948年）·Zbl 0032.08805号
[35] Hoffman，O.，《正交异性材料的脆性强度》，J.Compos。材料。，1, 200-206 (1967)
[36] 霍尔曼，J.K。；弗罗达尔，B.H。；O.S.霍珀斯塔德。；Börvik，T.，时效硬化铝合金的强度差异效应，国际塑料杂志。，99, 144-161 (2017)
[37] 西霍斯福德。；Allen，T.，孪生和定向滑移是强度差异效应的原因，Metall。马特。事务处理。B、 1424-1425（1973）
[38] 贾恩，A。；Agnew，S.，《孪晶对镁合金AZ31B板材行为的温度依赖效应建模》，马特。科学。工程师，A，462，29-36（2007）
[39] 贾毅。；Bai，Y.，AZ31B-H24镁合金板材在不同加载条件下力学性能的实验研究，国际分形杂志。，197, 25-48 (2015)
[40] 贾毅。；Bai，Y.，《使用基于全应变的各向异性eMMC模型预测金属板材的延性断裂》，《国际力学杂志》。科学。，115-116, 516-531 (2016)
[41] 卡拉菲利斯，A。；Boyce，M.，使用边界和变换加权张量的一般各向异性屈服准则，J.Mech。物理。固体。，1859-1886年（1993年）·Zbl 0792.73029号
[42] Khan，A.S。；潘迪，A。；Gnäupel-Herold，T。；Mishra，R.K.，不同应变率和温度下AZ31合金在大应变下的机械响应和织构演变，国际塑料杂志。，27, 688-706 (2011) ·Zbl 1426.74013号
[43] Kim，J.H。；Kim，D。；Lee，Y.S。；李，M.G。；Chung，K。；Kim，H.Y。；Wagoner，R.H.，镁合金AZ31板材的温度相关弹塑性本构模型，国际塑料杂志。，50, 66-93 (2013)
[44] 康多里，B。；Madi，Y。；贝松，J。；Benzerga，A.A.，《HCP金属三维塑性各向异性的演变：实验和建模》，《国际塑料杂志》。（2018年）
[45] Lee，E.H.，有限应变下的弹塑性变形，ASME J.Appl。机械，36，1-6（1969）·Zbl 0179.55603号
[46] Lee，J。；Kim，S.J。；Lee，Y.S。；Lee，J.Y。；Kim，D。；Lee，M.G.，模拟AZ31B镁合金板材各向异性/不对称塑性行为的畸变硬化概念，国际塑料杂志。，9474-97（2017）
[47] Lee，J.Y。；斯特利奇，D。；Lee，M.G.，基于各向异性镁合金AZ31和ZE10的双表面塑性定律的断裂预测，国际塑料杂志。，105, 1-23 (2018)
[48] 李，M.G。；瓦格纳，R.H。；Lee，J.K。；Chung，K。；Kim，H.Y.，镁合金板材各向异性/不对称硬化行为的本构建模，国际塑料杂志。，24, 545-582 (2008) ·兹比尔1214.74004
[49] Lemaitre，J.，延性断裂的连续损伤力学模型，Trans ASME。J.工程硕士。技术，107，83-89（1985）
[50] Lemaitre，J。；Chaboche，J.-L.，《固体材料力学》（1994），剑桥大学出版社
[51] Lemaitre，J。；Chaboche，J.L。；Benallal，A。；Desmorat，R.，《圣母玛利亚索利多金币》，第三版，Dunod Paris（2009）
[52] 李，H。；胡，X。；Yang，H。；Li，L.，《各向异性和不对称屈服及其畸变演化：建模和应用》，国际塑料杂志。，82, 127-158 (2016)
[53] 李，M。；卢，X.Y。；Kim，J.H。；Wagoner，R.H.，退火Mg AZ31B板材室温低速塑性的有效本构模型，国际塑料杂志。，26, 820-858 (2010) ·Zbl 1426.74080号
[54] Lou，Y。；Yoon，J.W.，《基于BCC和FCC金属应力不变量的各向异性屈服函数及其对延性断裂准则的扩展》，《国际塑料杂志》。，101, 125-155 (2018)
[55] Maeda，T。；诺玛，N。；库瓦巴拉，T。；巴拉特，F。；Korkolis，Y.P.，《使用纯弯曲试验测量DP980钢板的强度差异效应和实验验证》，J.Mater。过程。技术。，256, 247-253 (2018)
[56] 穆罕默德，W。；穆罕默德（M.Mohammadi）。；Kang，J。；米什拉·R·K。；Inal，K.，考虑单调和反向加载路径的AZ31B和ZEK100镁合金板材非对称/各向异性硬化行为演变的弹塑性本构模型，国际塑料杂志。，70, 30-59 (2015)
[57] Murakami，S.，《连续损伤力学：损伤和断裂分析的连续力学方法》（2012），Springer Science&Business Media
[58] Nelder，J.A。；Mead，R.，函数最小化的单纯形方法，计算。J.，7308-313（1965年）·Zbl 0229.65053号
[59] Nguyen，N.-T。；李，M.-G。；Kim，J.H。；Kim，H.Y.，具有异常应力应变响应的AZ31B镁合金薄板的实用本构模型，有限元。分析。设计。，76, 39-49 (2013)
[60] Panicaud，B。；萨努尼，K。；巴兹曼斯基，A。；弗朗索瓦，M。；Cauvin，L。；Le Joncour，L.，双相不锈钢延性损伤的理论建模——两种微机械弹塑性方法的比较，计算。马特。科学。，50, 1908-1916 (2011)
[61] 普拉多，A。；Thuillier，S。；Yoon，J.W.，《铝板合金弯曲失效预测》，国际力学杂志。科学。，119, 23-35 (2016)
[62] 普鲁斯特，G。；C.N.Tomé。；Jain，A。；Agnew，S.R.，《镁合金AZ31应变通径变化过程中孪晶和脱缩效应的建模》，国际塑料杂志。，25, 861-880 (2009) ·Zbl 1186.74006号
[63] Saanouni，K.，《金属成形中韧性断裂的数值预测》，《工程分形》。机械。，75, 3545-3559 (2008)
[64] Saanouni，K.，《金属成形中的损伤力学：高级建模和数值模拟》（2012），John Wiley&Sons
[65] 萨努尼，K。；Chaboche，J.，计算损伤力学。综合结构完整性中金属成形、数值和计算方法的应用，3，321-376（2003）
[66] Saanouni，K。；福斯特，C。；Hatira，F.B.，《关于有损伤的滞弹性流》，国际损伤力学杂志。，3, 140-169 (1994)
[67] Shi，B。；Mosler，J.，《利用畸变硬化模型对屈服面演变进行宏观描述：对镁的应用》，国际石膏杂志。，44, 1-22 (2013)
[68] Shi，B。；彭，Y。；杨，C。；潘，F。；Cheng，R。；彭琼，镁合金的加载路径依赖性畸变硬化：实验研究和本构建模，国际塑料杂志。，90, 76-95 (2017)
[69] Sidoroff，F.，《中间结构和弹塑性有限应变的几何概念》，Arch。机械。，25, 299-308 (1973) ·Zbl 0255.73055号
[70] Steglich，D。；布洛克，W。；Bohlen，J。；Barlat，F.，《镁板成形模拟中的方向依赖性硬化建模》，《国际材料形态》，第4期，第243-253页（2011年）
[71] Steglich，D。；田，X。；Besson，J.，镁合金塑性变形的基于力学的建模，欧洲力学杂志。A固体。，55289-303（2016）·Zbl 1406.74123号
[72] 塔里，D.G。；Worswick，M.J.，AZ31B的高温本构行为和温成型模拟，J.Mater。过程。技术。，221, 40-55 (2015)
[73] von Mises，R.，Mechanik der plastischen Formänderung von Kristallen，ZAMM‐《应用数学与力学杂志》/Zeitschrift füR Angewandte Mathematik und Mechanick，8161-185（1928）·JFM 54.0877.01标准
[74] 吴，Z。；Curtin，W.，《镁的高硬化和低塑性起源》，《自然》，526，62-67（2015）
[75] Yoon，J.W。；Lou，Y。；Yoon，J。；Glazoff，M.V.，基于压敏金属应力不变量的非对称屈服函数，国际塑料杂志。，56184-202（2014）
[76] 吉田，F。；Uemori，T.，描述包辛格效应和加工硬化停滞的大应变循环塑性模型，国际塑料杂志。，18, 661-686 (2002) ·Zbl 1038.74013号
[77] 岳，Z.M。；Soyarslan，C。；Badreddine，H。；Saanouni，K。；Tekkaya，A.E.，使用具有不同三轴度的混合实验数值方法识别完全耦合的各向异性塑性和损伤本构方程，Int.J.damage Mech。，24, 683-710 (2014)
[78] 张凯。；Badreddine，H。；Saanouni，K.，非比例加载路径下变形硬化与延性损伤完全耦合的热力学模型，国际固体结构杂志。，144-145, 123-136 (2018)
[79] 周，G。；Jain，M.K。；吴，P。；Shao，Y。；李，D。；Peng，Y.，AZ31B镁合金板材在中温下塑性变形的实验和晶体塑性分析：变形机制如何演变，国际塑料杂志。，79, 19-47 (2016)
[80] 周，P。；Beeh，E。；Friedrich，H.E.，拉压不对称对AZ31B镁合金板材弯曲力学行为的影响，J.Mater。工程执行，25，853-865（2016）
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