【摘要】：鋁鎂合金因其較低的生產(chǎn)成本和優(yōu)異的材料性能在生活中得到了廣泛的使用。日常的交通工具、電子設備以及許多建筑中都可以見到它們的身影。和其他大部分合金材料一樣,鋁鎂合金在發(fā)生塑性屈服時也會出現(xiàn)應力抖動以及應變局域化現(xiàn)象。通常稱這種不規(guī)則屈服現(xiàn)象為動態(tài)應變時效效應,其本質(zhì)是溶質(zhì)原子與位錯相互作用的結果。如果加工過程出現(xiàn)動態(tài)應變時效則有可能導致成型困難,或者成型材料殘余應變、光滑度等達不到生產(chǎn)要求。使用時出現(xiàn)動態(tài)應變時效則會帶來一定的安全隱患。因此研究清楚鋁鎂合金動態(tài)應變時效特征十分必要。生活方式隨科技進步不斷改變,新的應用場景對鋁鎂合金性能提出了更高的要求。優(yōu)化傳統(tǒng)鋁鎂合金的同時也需要研發(fā)新型的鋁鎂合金才能滿足使用要求。這對鋁鎂合金材料動態(tài)應變時效的研究提出了更多的挑戰(zhàn)。雖然已經(jīng)有大量研究成果,但是高效、準確分析新的使用環(huán)境下新舊型鋁鎂合金動態(tài)應變時效響應特征仍然任重道遠。本文就采用數(shù)值模擬的方法,模擬了鋁鎂合金動態(tài)應變時效宏觀現(xiàn)象和微觀機制,對預測鋁鎂合金動態(tài)應變時效特征提供了一定的指導意義。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)用有限元法實現(xiàn)了鋁鎂合金動態(tài)應變時效現(xiàn)象�；谝环N連續(xù)介質(zhì)本構模型,借助Abaqus用戶子程序UMAT模擬不同應變率以及不同厚度時鋁鎂合金板的動態(tài)應變時效響應。(2)分析了有限元模擬時發(fā)生動態(tài)應變時效時臨界條件。結果表明主要與應力率和時間增量步有關。(3)采用分子動力學分析鎂原子團和孿晶等對鋁鎂合金動態(tài)應變時效的影響。結果表明鎂原子團對刃位錯的釘扎會增強動態(tài)應變時效響應,而孿晶對動態(tài)應變時效的影響則取決于其晶向。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21;TG156.92
【圖文】：

圖 1-1 應力鋸齒類型兩種分類[19]態(tài)應變時效空間特性主要通過實驗觀測應變帶變化。通常有兩種類型帶，Luders front 變形帶和 PLC 變形帶。在拉伸試件中 Luders front 變屈服區(qū)和未屈服區(qū)之間，它通常在板的一端產(chǎn)生然后以常速率傳播到LC 應變帶則為一系列板端產(chǎn)生的剪切應變帶[17]。實驗技術不斷優(yōu)化，究也越來越精準、深入。1987 年 Chihab 直接觀察式樣表面不光滑變形[23]

參數(shù)μR11CR R22R取值 70000 0.31 8.8 1385.8 219.3 15.9參數(shù)S(MPa)0p (1/s) H dt 取值 2.23 1.0E-8 27.9 1.0E-4 0.02 0.336本文有限元模擬分兩個部分。第一部分研究 20×8×100 3的板在不同應變率拉伸時的動態(tài)應變時效特征。第二部分分析不同厚度板在同一應變率拉伸時的動態(tài)應變時效特征。所有的模型均采用八節(jié)點線性單元，單元大小為 1×1×1 3，用高斯全積分對節(jié)點進行求解。在板的頂端及底端沿 y 方向施加常應變率進行加載，同時約束板的頂端以及底端 x 和 z 方向位移。如圖(2-1)所示。自動增量時間步控制在0.0001-0.05 s 之間，子程序迭代誤差控制為106。每 5 或 10(時間增量步小時取 10，增量步大時取 5)步輸出整體模型計算結果。表（2-2）給出全部模型及加載求解設置情況。

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 馬高山;張頌陽;;變形鋁鎂合金溫成形技術研究和發(fā)展現(xiàn)狀[J];熱加工工藝;2010年11期

2 曹鵬濤;張青川;肖銳;熊少敏;;紅外測溫法研究Al-Mg合金中的Portevin-Le Chatelier效應[J];物理學報;2009年08期

3 楊少華;班允剛;郭玉華;邱竹賢;;以氧化鎂為原料生產(chǎn)鋁鎂合金的研究[J];東北大學學報(自然科學版);2007年06期

4 劉顥文;張青川;于少娟;項國富;盧俊勇;伍小平;;數(shù)字散斑法在局域剪切帶三維變形研究中的應用[J];光學學報;2007年05期

5 姜玉波;鋁合金材料在汽車輕量化中的應用分析[J];試驗技術與試驗機;2004年Z2期

6 錢匡武,李效琦,蕭林鋼,陳文哲,張好國,彭開萍;金屬和合金中的動態(tài)應變時效現(xiàn)象[J];福州大學學報(自然科學版);2001年06期

相關博士學位論文 前1條

1 胡琦;鋁合金中Portevin-Le Chatelier效應的實驗研究和數(shù)值模擬[D];中國科學技術大學;2011年

本文編號：2727185