DD6合金的多轴本构模型研究

发布时间：2020-10-29 18:30

　　 DD6合金是我国自主研制的第二代单晶高温合金,凭借其屈服应力高,熔点高以及高温下抗疲劳性能好等优点,被逐渐应用于航空发动机高温部件中。而在实际应用中,材料往往处于复杂载荷环境下,因此本文对其开展了不同载荷下的力学行为研究以及其相应的本构模型研究本文的研究工作和主要结论如下:(1)开展了DD6合金600℃下的单轴拉伸以及应变水平为0.75%,0.85%以及1%的低周疲劳试验研究,获得材料应力-应变曲线,循环应力响应曲线以及疲劳寿命。分析结果表明:DD6合金在单轴拉伸下表现为应变硬化特征;在循环低应变水平下,材料基本表现为循环稳定状态,随着应变水平的增加,材料的循环硬化特征愈发明显;在每种应变水平下,材料循环曲线均表现出不同程度上的拉压不对称现象。(2)开展了DD6合金600℃下不同等效应变水平下的多轴比例试验研究,获得了材料应力-应变曲线以及疲劳寿命。分析结果表明,材料在多轴载荷作用下力学性能更为复杂,在相同应变水平下,材料的扭转循环迟滞回线面积较拉伸循环迟滞回线面积更大,循环滞后特性更为明显。(3)利用扫描电镜开展了DD6合金微细观结构特征的观测试验,基于试验结果,提出并运用了三个微观几何参量(强化相的体积分数w_p,强化相大小l_p和强化相形状参数n_p)来表征材料内部的微细观结构特征,统计分析其分布规律,建立了代表性体积单元(RVE)用于材料本构模型研究。(4)基于晶体塑性理论,从元胞和RVE这两种不同尺度下分别建立本构模型进行数值模拟。采用晶体均匀化本构理论,以元胞为对象研究模拟了DD6合金在单轴拉伸以及循环下的应力-应变关系;采用晶体位错本构理论,以RVE为对象研究模拟材料的单轴力学性能,并对比了两种本构模型的预测精度。(5)基于B-P理论,从宏观尺度上建立多轴比例循环本构模型,并利用有限元ABAQUS软件,仿真分析了DD6合金在600℃下多轴比例高温疲劳力学行为,预测结果与试验结果吻合良好,验证了本构模型以及数值模拟技术的有效性。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V252
【部分图文】：

图 1. 1 变形梯度的弹塑性分解参考构型，晶格畸变后，滑移方向变为*( )m*( ) e( )m F m变为*( )n*( ) 1 T ( )(( ) ) e n F n 1 v v XL FFx X x1 1 1 1( ) ( ) ( ) e e e p p e e pL FF F F F F F F L L起的剪切应变与整体塑性变形之间的关系：1 ( ) ( ) ( )1( )Np p F F γ m n*( )

南京航空航天大学硕士学位论文章 DD6 合金高温低周疲劳温低周疲劳状态下的力学行为，本章采用观测基础上进一步统计分析强化相 相的此基础上，进行了不同应变水平下的单轴得循环的应力 应变曲线、循环峰谷值应细观结构观测分析D6 单晶高温合金，由北京航空材料研究院母合金，然后在高梯度真空定向炉中采用典型的微观组织如图 2.1 所示，主要组成

DD6 合金的多轴本构模型研究观测试验方案观测试样制备用扫描电镜对 DD6 合金进行微细观结构的观察，为了使材料的真实结实反映出来，需要对材料进行薄片试样制备。主要为取样、磨制、抛光以品的来源为在高温下进行单向拉伸后的试验件，所以在切片时使用线横截面横向切割和纵向切割。具体切片方式如图 2.2 所示，其中 2.2（切割的，为纵向切割；2.2（b）是沿着横截面进行切割的，为横向切割
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本文编号：2861289