基于次加载面的循环塑性模型研究

发布时间：2021-02-20 04:26

　　为了准确模拟材料的棘轮效应,在经典的循环塑性理论框架下,引入次加载面概念并建立了基于次加载面的循环塑性模型,利用回退映射算法对该模型进行了数值实现。通过对比基于次加载面的循环塑性模型和经典的Armstrong-Frederick循环塑性模型发现,前者能够调控棘轮效应的演化速率,弥补了Armstrong-Frederick模型只能预测常速率棘轮效应的缺陷。通过材料参数分析揭示了不同参数对棘轮效应的影响规律,从而明确了材料参数的物理意义。最后,利用建立的基于次加载面的循环塑性模型对U75V钢轨钢和A7N01铝合金两种典型金属材料的棘轮效应进行了模拟。结果显示,模拟结果与实验结果吻合较好,所提出的模型可用于不同循环特性金属材料棘轮效应的预测。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

S-S模型与A-F模型预测结果对比

由于次加载面模型能够调控棘轮效应演化速率，有必要进一步讨论其材料参数u、c和χ对棘轮效应的影响。为了更清晰地观测上述参数改变对应力-应变曲线的影响，仅展示前5个循环周次的结果。同时，定义每个循环中最大应变和最小应变之差为棘轮应变，观测滞回环的移动速率。参数u、χ和c的取值对棘轮效应的影响如图3～图5所示。由图3a可知，当u取值增大，加载曲线斜率增加，即单调拉伸曲线必将受到影响。同时发现，该值的变化也会影响材料的棘轮应变，如图3b，如果u取值较小时(u=10)，棘轮应变将加速增长。因此，u的实际取值需要结合单调拉伸实验和应力循环实验的结果共同确定。

参数χ为最大相似中心面和屈服面尺寸的比值，由图4可知，χ的改变几乎不影响单调拉伸部分的斜率，但随着χ的增大，应力-应变滞回环减小，棘轮应变增大。因此，该参数可在其它参数确定之后，通过微调来改善S-S模型对棘轮应变和滞回环的预测精度。参数c的影响和参数χ刚好相反，由图5可知，随着c的增加，滞回环变小，棘轮应变减小。因此，该值同时控制了滞回环大小和棘轮应变的演化速率。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3042219