取向硅钢冷轧织构演变的晶体塑性有限元模拟

发布时间：2017-08-21 05:06

  本文关键词：取向硅钢冷轧织构演变的晶体塑性有限元模拟

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【摘要】：本文以取向硅钢作为研究对象,结合晶体塑性理论和有限元法,探究取向硅钢冷轧织构演变规律。目的是从介观角度研究取向硅钢的冷轧变形行为,意义在于为取向硅钢冷轧织构的预测及优化提供一定的理论依据。主要研究内容及结论如下:(1)利用嵌入UMAT子程序的ABAQUS软件建立平面压缩有限元模型,对比模拟与实测的应力-应变曲线得到本文所用试样的塑性本构方程最佳参数,并以此模型验证UMAT子程序的有效性。结果证明:平面压缩变形过程中,在压力和摩擦力的作用下晶粒绕TD的旋转角度大于绕RD、ND旋转的角度;平面压缩有限元模型证明了压缩变形中会出现平行于RD的变形带,与文献中实验现象相吻合。(2)根据实验室的二辊轧机冷轧硅钢板的规程建立取向硅钢冷轧模型。结果显示:初始取向各向异性会导致轧件应变的不均匀性;轧制变形中,晶粒绕TD转动的角度大于绕RD、ND转动的角度;多晶体的晶粒由于相邻晶粒的作用会发生不同方式的旋转,形成形状各异的聚集带;初始取向晶面指数为{110}的晶粒绕TD转动的角度较初始取向晶面指数为非{110}的晶粒大,表现为极图上的聚集带数目增多;随着压下率的增大,晶粒绕RD、TD和ND旋转的角度均增大,其中以初始取向晶面指数为{110}的晶粒绕TD转动的角度增加最为显著。
【关键词】：取向硅钢 有限元法 晶体塑性理论 冷轧 旋转角
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1;TG337.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 硅钢概述8-9
• 1.1.2 取向硅钢冷轧织构演变研究现状及存在的问题9-10
• 1.2 晶体塑性有限元理论10-16
• 1.2.1 有限元理论基本思想10-11
• 1.2.2 晶体塑性理论的起源与发展11-14
• 1.2.3 晶体塑性有限元理论的研究现状14-16
• 1.3 有限元多晶建模16-18
• 1.3.1 多晶模型16-17
• 1.3.2 ABAQUS建模17-18
• 1.4 本文研究目的和意义18-19
• 1.5 本文研究的内容19-20
• 第2章 晶体塑性理论20-40
• 2.1 晶粒取向的描述方法20-22
• 2.2 晶体变形运动学22-27
• 2.2.1 晶体变形的运动学模型23-26
• 2.2.2 晶格旋转模型26-27
• 2.3 晶体本构方程27-30
• 2.3.1 基于Kitchhoff应力的本构方程27-29
• 2.3.2 基于Cauchy应力的本构方程29-30
• 2.4 率相关硬化模型30-33
• 2.4.1 滑移系开动条件30-31
• 2.4.2 硬化模型31-33
• 2.5 晶体塑性模型的数值实现与求解33-35
• 2.6 晶体塑性本构方程在ABAQUS中的实现35-38
• 2.6.1 用户自定义程序UMAT35-37
• 2.6.2 子程序UMAT在ABAQUS中的调用37-38
• 2.7 本章小结38-40
• 第3章 取向硅钢平面压缩变形模拟40-50
• 3.1 取向硅钢的平面压缩实验40-42
• 3.2 平面压缩有限元模型42-43
• 3.2.1 平面压缩模型的建立42
• 3.2.2 模型数据的传递42-43
• 3.3 晶体织构变化表示方法43-46
• 3.4 平面压缩有限元模拟结果46-48
• 3.4.1 力学性能拟合46-47
• 3.4.2 晶粒绕不同方向的旋转47-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 取向硅钢冷轧有限元模拟50-66
• 4.1 取向硅钢的冷轧有限元模型50-52
• 4.1.1 取向硅钢冷轧有限元模拟方案50
• 4.1.2 建立冷轧有限元模型50-52
• 4.1.3 晶粒初始取向52
• 4.2 取向硅钢冷轧模拟结果及分析52-65
• 4.2.1 应变不均匀性分析53-56
• 4.2.2 晶粒转动角度分析56-58
• 4.2.3 初始取向对晶粒旋转的影响58-61
• 4.2.4 冷轧压下率对晶粒旋转的影响61-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文74-75
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐戊矫;龙江;章磊;陈晨;;Al6061板在不同应变路径下粗糙度演变的有限元模拟及实验[J];中国有色金属学报;2015年10期

2 陈守东;刘相华;刘立忠;;基于晶体塑性有限元模型的异步轧制纯铜箔变形行为晶粒统计效应（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年10期

3 王新宇;项利;张晨;仇圣桃;赵俊学;;二次冷轧压下率对含钒钛取向硅钢组织和织构的影响[J];材料导报;2015年04期

4 王洋;许云波;张元祥;王国栋;;冷轧工艺对取向硅钢初次再结晶织构的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2014年02期

5 章海明;董湘怀;王倩;李河宗;;基于非局部位错密度晶体塑性有限元模型的金属晶体薄膜微弯曲变形特点(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年11期

6 董爱锋;张文康;;取向硅钢生产工艺技术分析和发展趋势[J];特殊钢;2013年05期

7 程利冬;王振龙;;晶体塑性模型分析微圆柱墩粗变形尺寸效应机理(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年10期

8 ;Deformation Uniformity of Cold-Rolled Q235 Steel Rebar by FEM in Bending and Rolling Processes[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2012年08期

9 陈明祥;;各向同性率无关材料本构关系的不变性表示[J];力学学报;2008年05期

10 杨丽红;何蕴增;吴国辉;邹广平;;基于应力的广义Jaumann导数的大变形本构关系[J];哈尔滨理工大学学报;2008年03期

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本文编号：710963