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耦合孪生的TWIP钢单晶体塑性变形行为模拟研究被引量：6: 2015年; 基于晶体塑性理论,建立了滑移和孪生机制耦合的孪生诱导塑性(TWIP)钢单晶晶体塑性本构模型,通过引入孪晶体积分数及其饱和值,分别考虑了孪生对硬化及滑移的影响,对该本构模型进行数值实现.并通过ABAQUS/UMAT平台上的二次开发,将其应用于TWIP钢单晶典型取向单向加载条件下的力学行为模拟.分析了单晶不同取向下塑性变形的微观机理和滑移系、孪生系的启动状态及其对宏观塑性的影响,尤其是模拟得到黄Cu取向和S取向加载过程的应力突变,再现了Cu单晶实验中的应力陡降现象.结果表明,孪晶体积分数较小时,对应变硬化影响较小;随着孪晶体积分数的增加,对应变硬化的影响逐渐明显;当孪晶体积达到一定量时,孪晶体积达到饱和,孪生增量为0,晶体滑移转向,新的滑移系启动,应力突降.; 孙朝阳郭祥如黄杰郭宁王善伟杨竞; 关键词：TWIP钢晶体塑性滑移孪生本构模型

基于位错密度的Fe-22Mn-0.6C型TWIP钢物理本构模型研究被引量：5: 2014年; 基于位错密度及孪晶体积分数的演化,建立了Fe-22Mn-0.6C孪晶诱导塑性(TWIP)钢滑移和孪生的塑性物理本构模型,该模型考虑了孪晶内的滑移对整体塑性变形的贡献及孪晶区和基体区Taylor因子的差异,采用基体滑移、孪晶区孪生和滑移的加权求和描述微区塑性变形.考虑应变速率对热激活应力的影响,进一步建立了应变速率与屈服应力之间的关系.采用Euler法对该模型进行数值计算,将计算结果与实验结果进行对比,其平均相对误差值只有0.84%,相对于不考虑孪晶区滑移的模型和考虑孪晶区滑移但未考虑Taylor因子差异的模型,平均误差分别降低1.1%和2.9%.分析了孪晶与滑移机制的相互作用及对宏观变形的影响,结果表明,孪生速率与滑移速率之间负相关,孪生速率增大滑移速率减小;孪生趋于饱和时,孪生速率降低而滑移速率迅速增加;应变速率增加屈服应力增大,而对应变硬化率无显著影响.; 孙朝阳黄杰郭宁杨竞; 关键词：TWIP钢位错密度本构模型应变速率

耦合孪生的TWIP钢多晶体塑性变形行为研究被引量：4: 2015年; 基于已建立的单晶体塑性模型,建立了耦合孪生的孪生诱发塑性(TWIP)钢多晶体塑性模型,该模型采用有限元多晶均匀化处理相邻晶粒间的几何协调和应力平衡条件,获得了单晶体与多晶体状态变量的关系,开发了基于ABAQUS/UMAT的计算程序.采用EBSD研究了TWIP钢拉伸应变分别为0.27和0.6时的织构变化,并对模型进行了应力应变及织构演化的验证.用该本构模型分别建立了拉伸、压缩和扭转3种简单加载条件下的有限元模型,分析了不同变形条件下的宏观力学响应及织构演化规律.结果表明:拉伸变形过程中,应变硬化现象和织构密度水平随应变增加而增强;在压缩过程中,织构类型随应变增加而发生变化,但是织构密度水平基本不变;而在扭转过程中,当扭转应变较小时,基本无织构形成,随着应变增加,织构逐渐显现出来,这是因为变形较小时,圆柱沿径向方向内部变形量较小,故织构不明显.; 孙朝阳郭祥如郭宁杨竞黄杰; 关键词：TWIP钢晶体塑性塑性变形

耦合孪生晶体塑性模型硬化参数的灵敏度分析被引量：4: 2015年; 基于经典晶体塑性理论,建立了耦合孪生的晶体塑性本构模型并进行了全隐式积分的数值实现.该本构模型采用饱和硬化法则,并采用孪生阻力与滑移硬化之间的正比关系来描述孪生对滑移硬化影响及孪生硬化行为.针对该本构模型的13个参数,结合各参数物理意义提出了参数的分类确定方法.以孪生诱导塑性（TWIP）钢Fe-22Mn-0.6C为例,着重对硬化参数的局部灵敏度进行了分析,研究了各硬化参数对宏观力学响应、孪生激活和演化的影响,根据变形机制的不同宏观变形过程可区分为孪生硬化阶段和孪生硬化失效阶段,进而给出了硬化参数确定的步骤及其建议取值范围.结果表明：初始滑移阻力与屈服极限线性相关,取值范围在80-160 MPa之间;孪生硬化指数增大使得孪生硬化阶段减弱,其取值范围应在0-3之间;孪生阻力与滑移阻力比值增大,则孪生增长率降低,硬化率拐点后移,直至拐点消失,其取值范围在1-1.3之间.; 杨竞黄杰孙朝阳郭宁王斌; 关键词：孪生晶体塑性本构模型

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郭宁