基于滑移与孪生的镁合金晶体本构关系及其细观塑性行为研究

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 镁合金晶体结构及变形模式

1．2．1 镁合金晶体结构

1．2．2 镁合金滑移与孪生变形模式

1．2．3 孪生变形模式的晶体学特征

1．2．4 镁合金孪生变形机理的研究

1．3 镁合金宏观塑性行为的研究

1．3．1 单调加载情形

1．3．2 循环加载情形

1．4 镁合金晶体本构关系及多晶模型的理论研究

1．4．1 基于晶体塑性理论的晶体本构关系研究

1．4．2 循环塑性本构关系的研究

1．4．3 镁合金析出相对变形机制的影响研究

1．5 材料损伤与断裂准则的研究

1．6 本文的研究工作

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

1．6．3 创新点

第二章 不同热处理的挤压态AZ31塑性行为的试验研究

2．1 试验材料

2．2 试验方案

2．2．1 金相组织显微试验及断口观察

2．2．2 力学试样

2．2．3 加载试验方案

2．3 试验结果与讨论

2．3．1 镁合金显微组织

2．3．2 单调加载力学特性

2．3．3 循环加载试验

2．3．4 断口形貌分析

2．4 本章小结

第三章 AZ31镁合金晶体本构关系及其塑性各向异性行为

3．1 滑移与孪生变形机制

3．2 晶面法向与晶向坐标的换算

3．3 本构方程

3．3．1 时间积分方案

3．3．2 基于应力变量的Newton-Raphson迭代法

3．3．3 变形机制与硬化函数

3．4 多晶有限元模型

3．4．1 模型的验证及轧制AZ31板的应力应变晌应

3．4．2 镁合金AZ31织构演化的计算

3．5 结果与讨论

3．5．1 单晶加载计算

3．5．2 单晶初始屈服面

3．6 本章小结

第四章 镁合金AZ31晶体塑性行为与细观非均匀变形的数值研究

4．1 多晶镁合金加载模拟试验

4．1．1 轧制板镁合金的拉伸与压缩模拟的材料初始取向与边界条件

4．1．2 挤压棒与轧制板成形模拟的材料初始取向与边界条件

4．1．3 随机织构下镁合金材料的拉伸与压缩行为模拟

4．2 结果与讨论

4．2．1 织构演化分析

4．2．2 轧制板拉伸与压缩宏观行为及差异的细观原因

4．2．3 轧制板拉伸与压缩晶向转动及孪晶体分数非均匀性

4．2．4 挤压棒与轧制板成形的宏观行为与细观变形分析

4．2．5 随机织构下的单调拉伸与压缩宏观行为与细观变形分析

4．3 本章小结

第五章 拉压循环加载下镁合金AZ31宏观与细观塑性行为研究

5．1 材料与试验方案

5．2 循环塑性本构关系描述

5．2．1 细观变形模式的描述

5．2．3 背应力演化方程

5．3 多晶体数值模型

5．3．1 多晶集合体代表性体积单元

5．3．2 加载条件

5．3．3 模型参数

5．4 模拟结果分析

5．4．1 应力应变滞回环曲线分析

5．4．2 应力应变非均匀分布

5．4．3 孪晶非均匀分布

5．4．4 各变形系相对活动强度分析

5．4．5 拉伸孪晶体积分数演化分析

5．4．6 孪生变异体活动强度的非均匀性

5．4．7 应力三轴度演化及非均匀分布

5．5 本章小结

第六章 基于几何必需位错的微粒对滑移变形影响的研究

6．1 SiCp／Al复合材料的显微组织

6．2 金属基体的晶体塑性变形

6．3 对颗粒增强机制的描述

6．3．1 均匀变形情形下统计储存位错密度计算

6．3．2 增强颗粒附近金属基体的几何必需位错密度计算

6．4 SiCp／Al复合材料的多晶集合体模型

6．5 结果及讨论

6．5．1 颗粒增强效应分析

6．5．2 多晶复合材料内应力应变分布

6．6 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参与的科研工作及获奖

攻读学位期间发表论文情况