FCC金屬不均勻滑移變形的織構多晶體有限元模擬.pdf

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

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

3、PSO方法避免了單純型算法容易陷入局部極值使計算精度不高甚至有誤的情況，因而PSO織構的定量計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值由于電子束移動而造成散焦的影響。本文還結合再結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晶的一項判據(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及其改進模型模擬的晶體取向分布結果更接近實際。 (4)以θ<,m>為考察指標，從晶內(nèi)變形不均勻的角度結合織構多晶體塑性有限元模擬，提出了細觀不均勻變形強化立方織構的學術觀點，模擬計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)結合