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TWIP鋼位錯(cuò)滑移與孿生聯(lián)合誘發(fā)塑性的跨尺度力學(xué)行為研究

發(fā)布時(shí)間:2025-07-07 04:45
  孿生誘導(dǎo)塑性(TWinning Induced Plasticity,簡稱TWIP)鋼擁有極其優(yōu)良的強(qiáng)度、塑性和成形性能,滿足了汽車用鋼高強(qiáng)高塑性的雙重標(biāo)準(zhǔn)。TWIP鋼是由位錯(cuò)滑移與孿生機(jī)制共同誘發(fā)塑性,掌握其塑性變形過程中微觀機(jī)制相互作用機(jī)理及其對宏觀增強(qiáng)增塑的影響規(guī)律是亟需解決問題之一。為揭示各變形機(jī)制微結(jié)構(gòu)演化特征及其宏觀增強(qiáng)增塑機(jī)理,本文以TWIP鋼塑性變形微區(qū)位錯(cuò)與孿生聯(lián)合作用的跨尺度表征為切入點(diǎn),分別發(fā)展了微觀、細(xì)觀和宏觀尺度相對應(yīng)的離散位錯(cuò)動力學(xué)、物理基唯象位錯(cuò)動力學(xué)和晶體塑性有限元方法,并進(jìn)一步建立了離散位錯(cuò)與晶體塑性非直接耦合的跨尺度力學(xué)模型,系統(tǒng)研究了 TWIP鋼變形過程中從微觀到細(xì)觀進(jìn)而到宏觀的塑性變形行為。本文的主要研究成果如下:考慮TWIP鋼塑性變形過程孿晶、晶界與位錯(cuò)的相互作用,引入孿晶界位錯(cuò)反應(yīng)及其拓?fù)浞磻?yīng)準(zhǔn)則,建立了耦合孿晶的TWIP鋼多晶三維離散位錯(cuò)動力學(xué)(3D-DDD)模型。該模型直觀描述了位錯(cuò)在孿晶界和晶界的反應(yīng)過程,尤其是不同位錯(cuò)在孿晶界的分解反應(yīng)。應(yīng)用該模型定量研究了 TWIP鋼塑性變形過程中孿晶對流動應(yīng)力的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明,孿晶取向?qū)α鲃討?yīng)力影響...

【文章頁數(shù)】:128 頁

【學(xué)位級別】:博士

【部分圖文】:

圖2-1位錯(cuò)線離散化描述:(a)位錯(cuò)線的潛在晶格描述;(b)位錯(cuò)線的連續(xù)化描述??

圖2-1位錯(cuò)線離散化描述:(a)位錯(cuò)線的潛在晶格描述;(b)位錯(cuò)線的連續(xù)化描述??

Forman等_提出了平面條件下的二維離散位錯(cuò)動力學(xué)??-DDD),將位錯(cuò)簡化為無限長的直刃型位錯(cuò)段,在二維空間狀況下看作??移系上對應(yīng)的位錯(cuò)點(diǎn),通過考慮位錯(cuò)點(diǎn)之間的長程作用和短程作用分??變形過程中位錯(cuò)間相互作用及其對塑性行為影響。之后,大量研宄學(xué)??將2D-DDD方法進(jìn)行拓展....


圖2一本文的主要研究內(nèi)容示意圖

圖2一本文的主要研究內(nèi)容示意圖

滑移和孿生機(jī)制耦合的位錯(cuò)密度基晶體塑性有限元模型,引入多晶均勻化方??法處理相鄰晶粒間的幾何協(xié)調(diào)和應(yīng)力平衡,建立單晶體與多晶體狀態(tài)變量間??聯(lián)系。分別考慮孿生機(jī)制對滑移及宏觀硬化行為的影響,分析不同歐拉角下??滑移系和孿生系激活演化模擬,從細(xì)觀尺度揭示TWIP鋼孿生機(jī)制的取向效?....


圖3-1位錯(cuò)曲線離散化示意圖??

圖3-1位錯(cuò)曲線離散化示意圖??

3.2三維離散位錯(cuò)動力學(xué)方法??3D-DDD方法以線彈性理論為基礎(chǔ),把位錯(cuò)模擬成彈性體中的線缺陷,??如圖3-1所示,在特定的晶體取向(如[001]取向)下,將滑移面(如(111)??滑移面)上的彎曲位錯(cuò)線(AD)離散成一系列首位相連的直位錯(cuò)段(AB、??BC、CD),離散化后的....


圖3-2四種主要位錯(cuò)段和節(jié)點(diǎn)的合并與拆分方式??3.3?TWIP鋼耦合孿晶的三維離散位錯(cuò)動力學(xué)模型??

圖3-2四種主要位錯(cuò)段和節(jié)點(diǎn)的合并與拆分方式??3.3?TWIP鋼耦合孿晶的三維離散位錯(cuò)動力學(xué)模型??

新位錯(cuò)柏氏矢量滿足(1>,和1)2分別為反應(yīng)前兩位錯(cuò)柏氏矢??量)。這些位錯(cuò)反應(yīng)主要通過3D-DDD中基本位錯(cuò)段和節(jié)點(diǎn)的增加、刪除、??拆分和合并來實(shí)現(xiàn),其主要過程如圖3-2所示。??V?V?V?V??增加?刪除?拆分?合并?合并??圖3-2四種主要位錯(cuò)段和節(jié)點(diǎn)的合并與拆分方式?....



本文編號:4056521

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