FCC金屬不均勻滑移變形的織構(gòu)多晶體有限元模擬.pdf

1、本文以晶體塑性力學(xué)為物理基礎(chǔ)，提出了四維空間均勻取向離散和基于粒子群優(yōu)化(PSO)織構(gòu)組分分析兩種取向離散化技術(shù)，并建立了織構(gòu)多晶體塑性有限元(TPCPFE)技術(shù)，比較系統(tǒng)地研究了晶粒間和晶內(nèi)細(xì)觀不均勻變形對(duì)FCC金屬形變織構(gòu)演變的影響；首次提出采用離散的各點(diǎn)與所在晶粒平均取向的取向差平均值θ<,m>來表征細(xì)觀層次的塑性變形不均勻性的概念和參數(shù)，采用織構(gòu)多晶體塑性有限元模擬了初始取向不均勻性和晶界類型對(duì)平面壓縮(PSC)變形時(shí)的細(xì)觀(這

2、里的細(xì)觀主要是指晶粒尺度)層次塑性變形不均勻性的影響；并且在晶體織構(gòu)研究領(lǐng)域內(nèi)首次試圖將具有全局尋優(yōu)的粒子群優(yōu)化(PSO)算法引入到織構(gòu)定量分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)中來，為定量織構(gòu)分析及織構(gòu)對(duì)成形性能影響研究提供一種更精確而有效的方法。研究結(jié)果表明： (1)本文提出的PSO定量織構(gòu)組分分析方法可更精確有效地定量計(jì)算和分析織構(gòu)。PSO方法和單純型算法結(jié)果對(duì)比表明，當(dāng)織構(gòu)組分?jǐn)?shù)目較少的時(shí)候，兩種方法的精度一樣；然而當(dāng)織構(gòu)組分較復(fù)雜的時(shí)候，

3、PSO方法避免了單純型算法容易陷入局部極值使計(jì)算精度不高甚至有誤的情況，因而PSO織構(gòu)的定量計(jì)算與分析更具普遍性和可靠性； (2)本文提出的以晶內(nèi)離散各點(diǎn)與所在晶粒平均取向的取向差的平均值θ<,m>表征晶內(nèi)細(xì)觀層次塑性變形不均勻的方法避免了EBSD分析中IQ值由于電子束移動(dòng)而造成散焦的影響。本文還結(jié)合再結(jié)晶形核條件提出了以參數(shù)θ<,mc>作為平均取向差臨界值作為EBSD定量分析材料部分再結(jié)晶的一項(xiàng)判據(jù)。 (3)本文考慮晶

4、粒間和晶內(nèi)塑性變形不均勻的織構(gòu)多晶體塑性有限元模擬的晶體取向分布比其他Sachs、FC及其改進(jìn)模型模擬的晶體取向分布結(jié)果更接近實(shí)際。 (4)以θ<,m>為考察指標(biāo)，從晶內(nèi)變形不均勻的角度結(jié)合織構(gòu)多晶體塑性有限元模擬，提出了細(xì)觀不均勻變形強(qiáng)化立方織構(gòu)的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，模擬計(jì)算了表征不均勻變形的θ<,m>與變形前后取向中心取向差θ<,rot>的變化規(guī)律，以此揭示了立方取向晶體在平面壓縮變形過程中不均勻塑性變形流變特性。 (5)結(jié)合