模拟金属与合金多轴疲劳破坏的统一直接途径
[Abstract]:In this paper, a new elastoplastic model for nonlinear combined hardening of multiaxial finite deformation is proposed, which is used to simulate the multiaxial thermal coupled fatigue failure of metals and alloys. Compared with the previous model, the new model has the following innovations: (i) is compared to the classical elastoplastic model. The proposed new model is simple in structure and completely free and smooth in the sense that it does not require the introduction of yield conditions imposed to characterize plastic behavior and loading and unloading conditions. These plastic characteristics are automatically included as the inherent constitutive characteristics of the model. In addition, the model gives the continuous elastic-plastic shear modulus, which avoids the problem of strong discontinuity of the modulus involved in the usual model. The new (ii) model can automatically characterize the multiaxial thermally coupled fatigue failure of metals and alloys without any assumed damage variables and any special failure criteria. (iii) can automatically simulate the high cycle, low cycle fatigue and ultimate failure behavior of metals and alloys. The new (iv) model conforms to the thermodynamic consistency condition. Furthermore, the specific entropy function and the Helmholtz free energy function can be expressed explicitly. Thus, the thermodynamic limits stipulated by the Clausius-Duhem inequality can be satisfied automatically. The following three new results can be obtained directly from the model prediction. That is, the complex characteristics of, (i) thermal coupled fatigue failure can be automatically characterized by introducing a simple asymptotic property of hardening function, and the unified criterion of critical failure state can be derived by; (ii). (iii) in particular can determine fatigue life under cyclic and non-cyclic coupled multiaxial deformation by establishing a unified direct step. A series of numerical examples for various typical fatigue failure problems show that the prediction of the model is consistent with the experimental data.
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG111
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,本文编号:2295152
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