本文關(guān)鍵詞：亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼中應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變演化及其本構(gòu)模型

  更多相關(guān)文章： 馬氏體相變 本構(gòu)模型 有限元計(jì)算

【摘要】：本文詳細(xì)研究了亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼AISI348在單調(diào)多軸和單軸循環(huán)加載條件下的馬氏體相變演化及其對(duì)材料力學(xué)行為的影響。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了應(yīng)力三軸度對(duì)馬氏體相變的影響,并確定了在應(yīng)變率小于10-2s-1時(shí),應(yīng)變率對(duì)馬氏體相變的影響來(lái)自于溫度。文中以Santacreu模型為基礎(chǔ),給出了AISI348在單調(diào)多軸準(zhǔn)靜態(tài)加載條件下依賴(lài)于應(yīng)力三軸度的馬氏體含量演化規(guī)律。本文給出了一個(gè)考慮馬氏體相變的本構(gòu)模型,該模型通過(guò)一個(gè)冪函數(shù)和簡(jiǎn)單的疊加,將馬氏體相變強(qiáng)化包含在了材料的各向同性強(qiáng)化項(xiàng)中。結(jié)果顯示,在應(yīng)變較小時(shí),該本構(gòu)模型能夠較好的描述材料的力學(xué)行為。本文根據(jù)上述包含馬氏體相變的本構(gòu)模型,簡(jiǎn)單推導(dǎo)了其在計(jì)算力學(xué)中的計(jì)算公式,并用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)了一段用戶自定義材料子程序(UMAT),該程序被成功應(yīng)用到了ABAQUS有限元計(jì)算中。通過(guò)對(duì)比光滑圓棒和缺口圓棒拉伸的計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了本構(gòu)模型和有限元計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。計(jì)算模型同時(shí)比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)了材料中馬氏體相的演化過(guò)程,驗(yàn)證了馬氏體演化模型的準(zhǔn)確性。通過(guò)定義一個(gè)新的應(yīng)變量,本文得到了一個(gè)能同時(shí)描述單調(diào)和循環(huán)加載條件下馬氏體相變演化的模型。模型建立在單調(diào)加載情況下的馬氏體演化模型基礎(chǔ)上,在沒(méi)有反向加載時(shí),該模型退化為上述單調(diào)加載的馬氏體演化模型。該模型能夠準(zhǔn)確的描述本文中三個(gè)試驗(yàn)的馬氏體含量的演化。由于馬氏體相變強(qiáng)化,AISI348有非常明顯的循環(huán)硬化現(xiàn)象。通過(guò)引入背應(yīng)力,并將馬氏體相變強(qiáng)化引入各向同性強(qiáng)化項(xiàng)中,我們得到了材料在循環(huán)加載條件下的本構(gòu)模型。該模型能夠大體上描述出材料的循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)。然而,由于假定背應(yīng)力是線性的,模型與試驗(yàn)結(jié)果有一定的差別。
【關(guān)鍵詞】：馬氏體相變 本構(gòu)模型 有限元計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 馬氏體演化模型11-15
• 1.3 塑性本構(gòu)模型15-19
• 1.3.1 基于微觀力學(xué)的塑性本構(gòu)模型15-18
• 1.3.2 基于宏觀現(xiàn)象學(xué)的本構(gòu)模型18-19
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 AISI348奧氏體不銹鋼多軸馬氏體相變的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)本構(gòu)模型20-34
• 2.1 簡(jiǎn)介20-21
• 2.2 試件和試驗(yàn)21-24
• 2.2.1 試件21-22
• 2.2.2 馬氏體含量的測(cè)量22-24
• 2.3 馬氏體相變24-28
• 2.3.1 馬氏體相變演化方程24-25
• 2.3.2 試驗(yàn)及結(jié)果25-28
• 2.4 塑性模型28-32
• 2.4.1 考慮相變的塑性模型28-30
• 2.4.2 試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系30-31
• 2.4.3 塑性模型參數(shù)的確定31-32
• 2.5 結(jié)論32-34
• 第三章 馬氏體相變塑性計(jì)算力學(xué)模擬34-47
• 3.1 簡(jiǎn)介34
• 3.2 計(jì)算力學(xué)模型34-40
• 3.2.1 基于有限元方法的本構(gòu)模型35-38
• 3.2.2 D矩陣的推導(dǎo)38-40
• 3.3 試驗(yàn)40-41
• 3.4 計(jì)算模型及結(jié)果41-44
• 3.5 結(jié)果和討論44-45
• 3.6 結(jié)論45-47
• 第四章 循環(huán)加載條件下的馬氏體相變本構(gòu)模型47-63
• 4.1 簡(jiǎn)介47
• 4.2 試件和試驗(yàn)47-53
• 4.2.1 試件47-48
• 4.2.2 試驗(yàn)及結(jié)果48-53
• 4.3 循環(huán)馬氏體相變53-55
• 4.3.1 循環(huán)馬氏體相變演化模型53-54
• 4.3.2 模型參數(shù)確定54-55
• 4.4 循環(huán)本構(gòu)模型55-61
• 4.4.1 考慮相變的循環(huán)本構(gòu)模型55-57
• 4.4.2 模型參數(shù)確定57-59
• 4.4.3 模型驗(yàn)證59-61
• 4.5 結(jié)論61-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 附錄A UMAT代碼65-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單80-81
• 致謝81

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 楊陽(yáng);曹俊;趙建平;;基于正交試驗(yàn)的逆焊接工藝優(yōu)化[J];電焊機(jī);2014年03期

2 劉有艷;溫永彬;;13MnNiMoNbR特厚板焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];電焊機(jī);2014年05期

3 童莉葛;黎磊;谷京晨;白芳;尹少武;王立;;焊接熱輸入對(duì)高溫熔池形態(tài)的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2015年01期

4 鄒家生;潘浩;劉川;許祥平;;大型核電厚壁結(jié)構(gòu)X射線衍射法殘余應(yīng)力測(cè)試[J];江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

5 劉曉占;鄧德安;畢濤;童彥剛;;固態(tài)相變對(duì)P91鋼激光對(duì)接接頭殘余應(yīng)力的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2015年05期

6 陳姬;武傳松;Pittner A;Retheier M;;ForceArc雙面焊熔池流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];焊接學(xué)報(bào);2015年07期

7 畢濤;鄧德安;劉曉占;童彥剛;;固態(tài)相變對(duì)P91鋼焊接殘余應(yīng)力的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2015年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 畢濤;鄧德安;童彥剛;周一俊;;固態(tài)相變對(duì)P91鋼焊接殘余應(yīng)力影響的研究[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)第十八次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——S04計(jì)算機(jī)輔助焊接工程[C];2013年

2 陳姬;武傳松;M.Rethmeier;;ForceArc雙面焊熔池流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)第十八次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——S04計(jì)算機(jī)輔助焊接工程[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 高秋志;新型高Cr鐵素體耐熱鋼相變行為及焊接性[D];天津大學(xué);2012年

2 羅征志;鐵路罐車(chē)罐體成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 王俊麗;脈沖放電對(duì)裂紋尖端性能及相變應(yīng)力影響的研究[D];燕山大學(xué);2013年

2 文智;稀土Ce對(duì)T91鋼組織及性能的影響[D];中南大學(xué);2013年

3 王維;載重汽車(chē)車(chē)架靜動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2013年

4 馬學(xué)周;Q460高強(qiáng)鋼多層多道焊殘余應(yīng)力數(shù)值計(jì)算[D];江蘇科技大學(xué);2014年

5 潘浩;核電大型厚壁結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力高效數(shù)值計(jì)算[D];江蘇科技大學(xué);2014年

6 劉海濤;電力機(jī)車(chē)車(chē)體典型部件焊接變形預(yù)測(cè)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 田鵬;基于殼單元的船體典型接頭焊接變形與殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)[D];上海交通大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：651136