基于細片層狀微結構珠光體材料損傷本構關系的研究.pdf

1、珠光體材料的重要特性之一是在非對稱應力循環(huán)下循環(huán)蠕變速率的減緩并趨于塑性安定以及材料對循環(huán)蠕變史的記憶與恢復；同時珠光體材料的宏觀力學性能與其細觀結構密切相關，在很大程度上取決于珠光體材料的微結構及其相互作用。珠光體材料為兩相材料，它由大量隨機取向的珠光體團組成，每一珠光體團由包含大量鐵素體片和滲碳體片交互疊合而成。實驗表明，具較小片層間距的珠光體材料具有較好的耐磨性和抗接觸疲勞能力。已有的關于珠光體鋼的本構模型多難以考慮珠光體材料的微

2、結構及其相互作用，難以解釋珠光體材料何以具有較好的綜合力學性能，因此有必要發(fā)展一種多層次的細觀力學分析方法以研究此材料在復雜加載條件下計及微結構特征的宏觀響應特性，使材料的強度、疲勞壽命的預測與其微結構及各組成相的損傷及微觀應力應變演化規(guī)律聯系起來，進而為材料微結構的設計提供依據。 本文基于非經典塑性理論和連續(xù)介質損傷力學，在已有的具有細片層狀微觀結構珠光體團的彈塑性本構方程的基礎上，采用Gurson模型考慮了鐵素體相的孔洞型損

3、傷，建立了基于有限大橢球體中含橢球形孔洞的細觀損傷模型，在此基礎上研究了應力三軸度、孔洞形狀及大小等對材料損傷演化的影響，進一步得出了混合強化材料的損傷演化率，將其嵌入鐵素體相的本構描述，得出了珠光體團的損傷本構模型。進而采用Hill自洽方法，得到了珠光體材料宏觀損傷本構描述，并發(fā)展了相應的數值方法與程序。對典型珠光體雙相材料BS11在復雜加載史下的響應特性的進行了分析，得到了與實驗相吻合的結果。對BS11在典型輪軌接觸摩擦應力狀態(tài)下的