单相钛合金晶体塑性有限元研究:多晶集合体特征对力学响应的影响

稀有金属, 2015, 44(2): 267-271.

单相钛合金晶体塑性有限元研究:多晶集合体特征对力学响应的影响

唐斌 ^1, , 谢韶 ^2, , 刘毅 ^3, , 韩逢博 ^4, , 寇宏超 ^5, , 李金山 ^6,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072;Computational Alloy Design Group, IMDEA Materials Institute, Madrid 28906, Spain

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安,710072

3.昆明贵金属研究所,云南昆明,650221

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安,710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安,710072

6.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安,710072

基金项目: the "111" Project of China (B08040) National Fund of the State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals (SKL-SPM-201212)

关键词：晶体塑性 , 钛合金 , Voronoi图 , 应力应变响应 , 多晶集合体

Crystal Plasticity Finite Element Simulations for Single Phase Titanium Alloys: Effect of Polycrystalline Aggregate Features on the Mechanical Response

Keywords： crystal plasticity , titanium alloys , Voronoi tessellation , stress-strain response , polycrystalline aggregate

基于率相关晶体塑性理论,以滑移作为主要的变形机制,建立了描述多晶钛合金室温拉伸变形行为的本构模型.并采用三维Voronoi几何模型仿真初始组织创建了多晶集合体.利用该数值模型,探讨了多晶集合体特征对合金宏观力学响应的影响.研究结果表明,多晶集合体三边的尺寸差异将导致集合体的应力应变关系沿3个方向出现各向异性,同时在长度方向上易发生颈缩现象.此外,多晶集合体中的晶粒形貌与取向分布对合金的宏观应力应变响应也有重要的影响.针对单相钛合金建立的晶体塑性有限元模型为钛合金组织控制技术的发展以及加工工艺的优化提供了重要的技术途径.

参考文献

[1]	Jaroslav Fojt;Ludek Joska;Jaroslav Malek .Corrosion behaviour of porous Ti-39Nb alloy for biomedical applications[J].Corrosion Science: The Journal on Environmental Degradation of Materials and its Control,2013(Jun.):78-83.
[2]	Choi, S.-H.;Kim, D.W.;Seong, B.S.;Rollett, A.D. .3-D simulation of spatial stress distribution in an AZ31 Mg alloy sheet under in-plane compression[J].International Journal of Plasticity,2011(10):1702-1720.
[3]	Liu WH;Zhang XM;Tang JG;Du Y .Simulation of void growth and coalescence behavior with 3D crystal plasticity theory[J].Computational Materials Science,2007(1):130-139.
[4]	Diard O;Leclereq S;Rousselier G;Cailletaud G .Evaluation of finite element based analysis of 3D multicrystalline aggregates plasticity - Application to crystal plasticity model identification and the study of stress and strain fields near grain boundaries[J].International Journal of Plasticity,2005(4):691-722.

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