Математическая модель для описания деформирования ОЦК-монокристаллов, учитывающая двойникование
Автор: Кондратьев Никита Сергеевич, Трусов Петр Валентинович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.4, 2011 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается моделирование упруговязкопластического деформирования монокристаллических тел, реализуемого за счет механизмов скольжения краевых дислокаций и двойникования. Дислокационная природа двойникования позволяет рассматривать его подобно скольжению. Подробно описываются процедуры идентификации параметров модели и ее верификация, основанные на численных алгоритмах решения задач нелинейного программирования. Принятые эволюционные соотношения для критических напряжений сдвига и двойникования позволяют получить приемлемые количественные совпадения результатов моделирования и экспериментов. Реализация модели осуществляется с применением разработанных численных алгоритмов и программ; приводятся результаты расчетов напряженно-деформированного состояния при одноосном нагружении монокристаллов α-железа и тантала для различных по отношению к оси нагружения ориентировок кристаллов.
Монокристалл, двойникование, скольжение, идентификация, верификация, алгоритмы, программа, результаты расчетов
Короткий адрес: https://sciup.org/14320577
IDR: 14320577 | УДК: 539.3
A mathematical model for deformation of bcc single crystals taking into consideration the twinning mechanism
The paper is concerned with modeling of the elastoviscoplastic deformation of bcc single crystals. Dislocation slip and twinning are mechanisms for plastic deformation. Due to the dislocation nature of twinning, it can be treated as slip. To solve the nonlinear programming problems, numerical algorithms are used. The procedures of identification and verification of the model parameters are described in detail. The evolution relationships of the critical shear stress and twinning allow us to obtain acceptable quantitative agreement between the simulation and experimental results. The implementation of the model is carried out using the developed numerical algorithms and programs. The results of simulations of the stress-strain state of α-iron and tantalum single-crystals in uniaxial loading are shown for different lattice orientations relative to the loading axis.
Список литературы Математическая модель для описания деформирования ОЦК-монокристаллов, учитывающая двойникование
- Трусов П.В., Швейкин А.И. Теория пластичности. -Пермь: ПНИПУ, 2011. -419 с.
- Taylor G.I., Elam C.F. The distortion of iron crystals//Proc. Roy. Soc. London. А. -1926. -V. 112, N. 761. -P. 337-361.
- Федоров В.А., Плужникова Т.Н., Кириллов А.М. Характеристики двойникования в поликристаллическом ОЦК сплаве Fe+3,25 Si//Вестник ТГУ. -2007. -Т. 12, № 1 -С. 66-68.
- Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. -М.: Мир, 1972. -408 с.
- Вишняков Я.Д., Бабарэко А.А., Владимиров С.А., Эгиз И.В. Теория образования текстур в металлах и сплавах. -М.: Наука, 1979. -344 с.
- Myagchilov S., Dawson P.R. Evolution of texture in aggregates of crystals exhibiting both slip and twinning//Model. Simul. Mater. Sci. Eng. -1999. -V. 7, N. 6. -P. 975-1004.
- Asaro R.J., Needleman A. Texture development and strain hardening in rate dependent polycrystals//Acta Metall. -1985. -V. 33, N. 6. -P. 923-953.
- Inal K., Neale K.W. High performance computational modelling of microstructural phenomena in polycrystalline metals//Mechanics & Construction. -2006. -V. 140, N. 5. -P. 583-593.
- Трусов П.В., Ашихмин В.Н., Швейкин А.И. Анализ деформирования ГЦК-металлов с использованием физической теории пластичности//Физ. мезомех. -2010. -T. 13, № 3. -С. 21-30.
- Rittel D., Bhattacharyya A., Poon B., Zhao J., Ravichandran G. Thermomechanical characterization of pure polycrystalline tantalum//Mater. Sci. Eng. -2007. -V. 447, N. 1. -P. 65-70.
- Yalcinkaya T., Brekelmans W.A.M., Geers M.G.D. BCC crystal plasticity for multi-stage loading processes. Internal Poster. -2006. -www.mate.tue.nl/mate/pdfs/7222.pdf (дата обращения: 01.08.10).
- Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 1. Жесткопластические и упругопластические модели//Вестник ПГТУ. Механика. -2011. -№ 1. -С. 5-45.
- Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 2. Вязкопластические и упруговязкопластические модели//Вестник ПГТУ. Механика. -2011. -№ 2. -С. 146-197.
- Трусов П.В., Волегов П.С. Физические теории пластичности: теория и приложения к описанию неупругого деформирования материалов. Ч. 3. Теории упрочнения, градиентные теории//Вестник ПГТУ. Механика. -2011. -№ 3. -С. 101-131.
- Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала. Алгоритм реализации модели мезоуровня//Вычисл. мех. сплош. сред. -2011. -Т. 4, № 1. -С. 74-89.
- Нечаева Е.С., Трусов П.В. Конститутивная модель частично кристаллического полимерного материала. Алгоритм реализации для представительного объема макроуровня//Вычисл. мех. сплош. сред. -2011. -Т. 4, № 2. -С. 82-95.
