基于均一化方法的TRIP钢本构模型研究
发布时间：2023-10-12 02:00
在汽车行业向安全、环保和节能方向发展的背景下,具有高强塑积和良好碰撞吸能特性的TRIP钢得到了广泛的应用。但是其特殊的微观组织结构和形变过程中发生的马氏体相变给TRIP钢本构模型的建立带来很大的困难。在目前普遍依赖有限元数值模拟技术进行冲压成形预测的情况下,缺乏一种满足板料冲压成形工程实践需要的本构模型已经成为制约TRIP钢进一步发展和应用的瓶颈。本文以TRIP780为研究对象,综合采用理论分析、数值模拟和实验研究的方法,建立了基于均一化方法的TRIP钢本构模型,开发了相应的UMAT子程序,提出并实现了一种结合有限元数值模拟和优化技术的TRIP钢各组成相材料参数标定方法。主要研究内容如下:首先根据TRIP钢的微观结构特点及其相变规律,提出了一种基于细观力学均一化方法的TRIP钢本构模型。通过XRD测定TRIP钢在不同应变量下残奥的含量,建立相应马氏体相变动力学模型;基于SEM测量所显示的TRIP钢微观组织结构,构建了TRIP钢代表性单元模型。在此基础上,提出TRIP钢的双层均一化本构模型。该模型对参与相变的奥氏体和马氏体使用Eshelby-Mori-Tanaka方法进行均一化,对其余弹...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 TRIP效应和马氏体相变机制
1.3 TRIP钢本构模型的国内外研究现状
1.3.1 马氏体相变动力学
1.3.2 TRIP钢的唯象宏观本构模型
1.3.3 复杂本构模型的材料参数标定方法
1.4 论文的研究背景、来源及研究内容
1.4.1 论文的研究背景、意义及来源
1.4.2 论文的研究内容
第二章 TRIP钢的双层均一化模型
2.1 引言
2.2 TRIP钢的微观组织结构
2.3 TRIP钢相变动力学模型
2.3.1 不同变形程度下的残余奥氏体含量测量
2.3.2 TRIP钢马氏体相变动力学模型的构建
2.4 多相材料的细观力学方法
2.4.1 Eshelby等效夹杂理论
2.4.2 Mori-Tanaka方法
2.5 TRIP钢的双层均一化模型
2.5.1 残余奥氏体(A)与马氏体(M)的均一化
2.5.2 铁素体(F)与贝氏体(B)的均一化
2.5.3 A+M与F+B的均一化
2.6 本章小结
第三章 TRIP钢双层均一化本构模型的UMAT实现
3.1 引言
3.2 相关的弹塑性本构理论基本假设
3.3 双层均一化模型的UMAT总体框架
3.3.1 UMAT接口描述
3.3.2 双层均一化模型的UMAT算法实现
3.4 UMAT中的材料参数和中间变量的处理
3.4.1 材料参数设置
3.4.2 状态变量的设置
3.5 均一化方法中的各相应力更新算法
3.5.1 各弹塑性相的应力更新算法
3.5.2 基于Eshelby-Mori-Tanaka方法的马氏体和奥氏体均一化算法
3.5.3 基于Gladman型应力更新方法的弹塑性均一化方法
3.6 本章小结
第四章 TRIP钢本构模型的参数标定及单向拉伸模拟
4.1 引言
4.2 TRIP钢单向拉伸实验和有限元数值模拟模型
4.2.1 TRIP钢单向拉伸实验
4.2.2 单向拉伸的有限元模拟模型
4.3 TRIP钢各组成相硬化模型的参数标定
4.3.1 基于ISight平台的TRIP钢参数标定流程
4.3.2 主要功能组件
4.3.3 Isight中参数标定结果对比分析
4.4 马氏体相变对TRIP钢流动应力的影响
4.5 本章小结
第五章 TRIP钢的循环剪切实验和混合硬化模型
5.1 引言
5.2 TRIP钢循环剪切实验
5.2.1 循环剪切实验平台
5.2.2 循环剪切实验的应力和应变计算
5.2.3 循环剪切实验过程和测量结果
5.3 TRIP钢的混合硬化模型
5.3.1 Chaboche随动硬化模型
5.3.2 考虑随动硬化的TRIP钢各相硬化模型
5.3.3 TRIP钢UMAT子程序的改进
5.4 循环剪切有限元建模
5.5 循环剪切数值模拟计算及参数标定
5.5.1 混合硬化模型中的参数标定
5.5.2 结果和讨论
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3853227
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 TRIP效应和马氏体相变机制
1.3 TRIP钢本构模型的国内外研究现状
1.3.1 马氏体相变动力学
1.3.2 TRIP钢的唯象宏观本构模型
1.3.3 复杂本构模型的材料参数标定方法
1.4 论文的研究背景、来源及研究内容
1.4.1 论文的研究背景、意义及来源
1.4.2 论文的研究内容
第二章 TRIP钢的双层均一化模型
2.1 引言
2.2 TRIP钢的微观组织结构
2.3 TRIP钢相变动力学模型
2.3.1 不同变形程度下的残余奥氏体含量测量
2.3.2 TRIP钢马氏体相变动力学模型的构建
2.4 多相材料的细观力学方法
2.4.1 Eshelby等效夹杂理论
2.4.2 Mori-Tanaka方法
2.5 TRIP钢的双层均一化模型
2.5.1 残余奥氏体(A)与马氏体(M)的均一化
2.5.2 铁素体(F)与贝氏体(B)的均一化
2.5.3 A+M与F+B的均一化
2.6 本章小结
第三章 TRIP钢双层均一化本构模型的UMAT实现
3.1 引言
3.2 相关的弹塑性本构理论基本假设
3.3 双层均一化模型的UMAT总体框架
3.3.1 UMAT接口描述
3.3.2 双层均一化模型的UMAT算法实现
3.4 UMAT中的材料参数和中间变量的处理
3.4.1 材料参数设置
3.4.2 状态变量的设置
3.5 均一化方法中的各相应力更新算法
3.5.1 各弹塑性相的应力更新算法
3.5.2 基于Eshelby-Mori-Tanaka方法的马氏体和奥氏体均一化算法
3.5.3 基于Gladman型应力更新方法的弹塑性均一化方法
3.6 本章小结
第四章 TRIP钢本构模型的参数标定及单向拉伸模拟
4.1 引言
4.2 TRIP钢单向拉伸实验和有限元数值模拟模型
4.2.1 TRIP钢单向拉伸实验
4.2.2 单向拉伸的有限元模拟模型
4.3 TRIP钢各组成相硬化模型的参数标定
4.3.1 基于ISight平台的TRIP钢参数标定流程
4.3.2 主要功能组件
4.3.3 Isight中参数标定结果对比分析
4.4 马氏体相变对TRIP钢流动应力的影响
4.5 本章小结
第五章 TRIP钢的循环剪切实验和混合硬化模型
5.1 引言
5.2 TRIP钢循环剪切实验
5.2.1 循环剪切实验平台
5.2.2 循环剪切实验的应力和应变计算
5.2.3 循环剪切实验过程和测量结果
5.3 TRIP钢的混合硬化模型
5.3.1 Chaboche随动硬化模型
5.3.2 考虑随动硬化的TRIP钢各相硬化模型
5.3.3 TRIP钢UMAT子程序的改进
5.4 循环剪切有限元建模
5.5 循环剪切数值模拟计算及参数标定
5.5.1 混合硬化模型中的参数标定
5.5.2 结果和讨论
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3853227
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