组合屈服面模型论文_陈建云

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组合屈服面模型论文文献综述

陈建云^[1]（2019）在《拉扭组合加载下HRB400E钢的后继屈服行为与各向异性屈服面模型》一文中研究指出工程构件的破坏经常是由金属材料的失效引起的,为确保金属构件的安全服役,需透彻了解构件和结构在各种复杂加载历史作用下的塑性变形的规律。材料的塑性变形由后继屈服面和硬化过程决定,后继屈服面演化分析是研究材料塑性变形规律的最有效手段,合理的屈服面函数是塑性屈服和流动研究的基础。塑性变形诱导金属材料产生的各向异性特征与加载历史密切相关,是亟待解决的科学问题。本文以HRB400E钢为研究对象,采用薄壁圆管试样对比例和非比例拉扭组合加载路径下材料的后继屈服特性和塑性流动规律进行了试验研究,发展了一种新的各向异性屈服面理论模型,并考察分析了本文提出的各向异性本构模型对T2纯铜和45号钢后继屈服面行为的描述能力。本文主要研究工作及结论如下:1.对0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%和1%八种应变幅下的循环试验分析表明,HRB400E钢呈现循环软化和循环稳定特性,较低应变幅下循环稳定较慢,较高应变幅下循环稳定较快。循环后的拉伸弹性模量略有下降,拉伸强度、断裂应变和断裂模式无明显变化,为典型的韧性断裂特征。循环后HRB400E钢在较低应变幅下屈服极限降低,较高应变幅下屈服极限升高。2.经历预拉伸、预扭转和预拉扭叁种比例加载历史下基于不同平移应变确定的HRB400E钢后继屈服面形状相似,随着平移应变的增加拉剪应力平面上屈服面尺寸逐渐增大。不同平移应变确定的屈服面在预加载方向上基本相切,主要沿预加载相反方向膨胀。后继屈服面形状与预加载方向相关,沿预加载方向后继屈服面呈现“前后平坦,前小后大”特征。预拉伸加载下的后继屈服面沿加载方向略微外凸;预扭转、预拉扭后的屈服面沿加载方向略微内凹。3.在六种拉扭应变组合折线预加载作用下,HRB400E钢的后继屈服面呈现显着的各向异性变形特征,随着平移应变的增大而屈服面不断膨胀,形状基本不变。不同平移应变定义的屈服面在预加载方向上基本相切,主要沿与预加载相反方向膨胀,呈现非线性硬化特征。先拉后拉扭路径下的后继屈服面,沿预加载方向呈现“前尖后平”特征;其他五种双折线拉扭组合预加载作用下,后继屈服面形状呈现“卵石”特征。4.六种双折线拉扭组合预加载作用下,试验塑性应变流动方向与正交方向均有一定偏离,两方向夹角的大小在屈服面不同屈服点处具有显着的分散性。随着平移应变的增大后继屈服面的塑性流动方向与正交方向偏离角整体上减小。5.在Chaboche循环塑性理论基础上,考虑加载历史和重新加载过程中材料的硬化行为,通过在Chaboche循环塑性模型的等向硬化项中引入各向异性畸变屈服函数,发展了一个新的各向异性本构模型,并推导了率相关各向异性本构模型的隐式积分算法和切线刚度矩阵。通过ABAQUS的UMAT材料用户子程序接口,对HRB400E钢、T2纯铜和45号钢在预比例加载下的后继屈服和硬化过程进行了模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,该模型不仅能够描述叁种金属材料比例预加载条件下后继屈服面的各向异性特征,而且能够模拟再加载时各向异性屈服面逐渐向各向同性屈服面的演化过程。本文发展的各向异性本构模型能够合理地描述叁种金属材料在预比例加载后的各向异性屈服特征,为研究其他金属材料的后继屈服和硬化行为奠定了理论分析基础。(本文来源于《广西大学》期刊2019-05-01）