多晶铜轴对称变形织构的纵向塑性各向异性.pdfVIP

维普资讯 2007年10月 西 北 工 业 大 学 学 报 0et． 2007 第25卷第5期 JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversity Vo1．25No．5 多晶铜轴对称变形织构的纵向塑性各向异性 王 方h。，高行 山 ，张 光 (1．西北工业大学 工程力学系，陕西 西安 710072；2．武警工程学院，陕西 西安 710086) 摘 要：应用Taylor类多晶体塑性模型对轴对称变形下多晶铜的变形织构进行了数值模拟，分析 了变形过程 中多晶铜屈服应力的各向异性演化情况；计算分 2步 ；先对随机分布多晶集合体进行轴 对称拉伸 ，然后分别沿 已变形的多晶集合体的各方向再进行拉伸变形，得到 了屈服应力的取向分布 及纵向塑性各向异性的直观 图像 ，为变形织构塑性各向异性力学行为的宏观模型描述提供 了一个 数值实验 。 关 键 词：纵向塑性各向异性，变形织构，多晶铜 中图分类号：O311；TG113．25 文献标识码 ：A 文章编号：1000—2758(2007)05—0757—05 工程中使用的金属材料一般都是 由大小、形状、 制耳现象。尽管人们 已认识到轴对称变形织构材料 方位各不相同的晶粒聚合而成。当晶粒取 向随机分 具有横 向各向同性和纵 向各 向异性，但对纵 向塑性 布时，多晶体宏观力学性能呈各 向同性。而当多晶体 各向异性具体情况并不清楚。 塑性变形时，晶粒择优取 向，形成织构 ，力学性能表 本文应用 Taylor类多晶体模型对轴对称变形 现为各向异性，而此时金属 的变形多已进入塑性变 下的多晶铜的变形织构进行 了数值模拟 ，得到了不 形阶段。塑性各向异性对于金属的加工成形和使用 同等效应变下纵向各向异性和横向各向同性的演化 性能都有很大的影响，例如，在板材成形过程中，因 情况，分析了变形过程中三维空间、典型平面内及典 其各方向变形的不均匀性，会使得工件的边缘产生 型方向上多晶铜屈服应力的取向分布及纵 向塑性各 制耳，影响了零件的质量和材料的使用率。因此建立 向异性演化的直观图像。 正确的晶体塑性模型模拟金属变形过程中的塑性各 向异性的演化对于实际的金属成形有着重要的指导 1 晶体塑性模型 作用 。 模拟过程 中通常采用的多晶体塑性模型有 首先考虑单晶体的变形 引，按乘法分解，总的变 Taylor模型[1]、Sachs模型和 自洽模 型。其 中， 形梯度 F表示为 Taylor模型虽然比较简单 ，但考虑了多晶塑性响应 F = F F detF 0 (1) 的主要特征，因其计算结果和实验结果吻合较好，同 F 一 R U (2) 时计算方便，因此应用广泛[3]。近年来，人们广泛应 式中，F 是塑性变形梯度 ，假设塑性变形过程中体 用晶体塑性模型来分析材料的塑性各 向异性。 积不变，则detF ：1；F 是弹性变形梯度；足 表示 Takahashi等[5]应用有限单元晶体塑性模型模拟 了 点阵旋转张量 ；。表示晶格畸变的右伸长张量。考 铝板轧制变形中各 向异性的演化，Kowalczyk与 虑(1)式，当前构形的速度梯度张量 为 Gambin[6]应用晶体塑性模型分析了大变形中