镁合金板各向异性塑性行为的理论和数值表征

发布时间：2017-05-21 07:57

  本文关键词：镁合金板各向异性塑性行为的理论和数值表征，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为最轻的结构化金属材料,镁合金板在航空、航天、交通运输、电子产品等诸多领域获得越来越广泛的应用,其所表现出的各向异性塑性行为的理论及数值表征和应用也引起材料和力学研究者的重视。在近十多年的时间里,若干适合描述镁合金板拉压强度差异效应和各向异性塑性行为的屈服准则被提出,如Cazacu等人的准则[1-4]。由于这些准则涉及较多材料参数,其实验验证和数值实现尚有待进一步深化。本论文工作则集中在发展适用于Cazacu等人[2]建立的CPB06屈服准则的有限变形弹塑性理论、相应的数值算法和程序,为下一步开展镁合金板的成形仿真奠定基础。本论文的工作体现在如下几个方面：·在系统阐述HCP晶体金属塑性变形机制基础上,总结了参与镁合金材料塑性变形的滑移系和孪生系,进而分析了镁合金材料所表现的拉压强度差异性特征。·系统推导了Cazacu等人[2]发展的CPB06屈服准则,指明了k=士1并非是在任何a值时都获得拉压屈服强度比关于k的全域极值；纠正了原论文中若干公式的纰漏,指出了论文中Lankford系数的适用条件。·在R共旋框架下借助内禀耗散不等式和最大塑性耗散理论构建了与CPB06屈服准则相适应的有限变形弹塑性理论；推导了应力更新算法和算法切线模量。这些结果为CPB06屈服准则在大变形条件下的有限元实现打下良好基础,避免了关于CPB06屈服准则有限元实现时常使用的小弹性变形假设。·借助吴章斌等人[5]的实验结果,考核了所发展的有限变形弹塑性理论和算法的有效性。数值结果表明,当前理论和算法对不同取向的单向拉伸和压缩实验的模拟结果和实验观察符合较好。本论文的创新点也体现在上述后三个要点上。所发展的与CPB06各向异性屈服准则相适应的弹塑性理论和数值算法及程序,为进一步模拟镁合金板在不同成形工艺中的成形规律奠定了基础。
【关键词】：镁合金 各向异性塑性 屈服准则 内禀耗散不等式 有限元法
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 镁及镁合金9-10
• 1.2 镁合金各向异性屈服行为的研究概况10-18
• 1.2.1 国外研究概况11-16
• 1.2.2 国内研究概况16-18
• 1.3 本论文的主要工作18-19
• 第2章 镁合金塑性变形的微观机制19-30
• 2.1 金属晶体结构和塑性变形机制19-23
• 2.2 镁合金晶体的滑移和孪生23-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 各向异性塑性屈服准则30-45
• 3.1 拉、压屈服强度非对称各向同性屈服准则30-35
• 3.2 正交各向异性拓展35-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 有限变形各向异性弹塑性本构理论和数值算法45-58
• 4.1 有限变形弹塑性本构理论45-48
• 4.2 应力和内变量的数值积分48-53
• 4.3 算法切线模量53-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 镁合金板各向异性屈服准则的数值实现和实验结果比较58-66
• 5.1 AZ31B镁合金挤压板的实验结果58-61
• 5.2 有限变形弹塑性本构理论和算法的实验验证61-64
• 5.3 本章小结64-66
• 第6章 结论与展望66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73

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本文编号：382996