基于位錯密度的流動應力模型的研究

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1、上海交通大學碩士學位論文基于位錯密度的流動應力模型的研究姓名：杜大鵬申請學位級別：碩士專業(yè)：材料加工工程指導教師：董湘懷20100101基于位錯密度的流動應力模型的研究摘要微成形具有高效、高精度等優(yōu)點，非常適合微型產(chǎn)品的低成本大批量制造。但是，由于尺寸效應的影響，傳統(tǒng)成形中的很多理論不能直接簡單應用于微成形。在塑性變形過程中，位錯密度的存儲和湮滅引起材料宏觀上的加工硬化和動態(tài)軟化效應。因此引入位錯密度變量來描述材料的微觀結構，通過研究基于位錯密度的流動應力模型，將有助于從本質(zhì)上認識和解釋微型零件的塑性微成形規(guī)律。而以往的流動應

2、力模型主要考察變形溫度、變形速度和變形程度，對位錯密度的研究很少。首先，作者利用Gleeble-3500熱模擬試驗機對純銅進行溫壓縮變形，通過試驗獲得了在不同變形條件下的流動應力—應變曲線。并進行顯微硬度試驗，測量出不同變形條件下各個試樣的顯微硬度值，研究顯微硬度—位錯密度關系。其次，根據(jù)試驗得到的流動應力—應變數(shù)據(jù)，基于Kocks–Mecking–Estrin模型，建立純銅的溫變形流動應力模型，同時建立其位錯密度演化模型和加工硬化率—位錯密度、加工硬化率—應力、加工硬化率—應變模型。并比較建立的各個理論模型與試驗結果，發(fā)現(xiàn)基

3、本一致。最后，利用Fortran語言，通過對有限元軟件ABAQUS/CAEI進行二次開發(fā)，編寫出描述純銅溫變形性能的程序，模擬其Mises應力、等效應變狀態(tài)。模擬結果能準確有效地描述純銅溫變形的應力應變狀態(tài)。關鍵詞：位錯密度，K–M–E模型，加工硬化率，顯微硬度IITHESTUDYONFLOWSTRESSMODELBASEDONDISLOCATIONDENSITYABSTRACTMicro-formingisatechnology,withhighefficiency,highprecision,etc.Itisverysui

4、tableforlow-costandmassmanufacturingofmicro-products.Duetothesizeeffects,however,theknow-howofconventionalformingcannotbesimplytransferredtomicro-forming.Intheplasticdeformationprocess,thestorageandannihilationofdislocationdensitycausework-hardeninganddynamicsofteni

5、ngeffectofmaterial.Therefore,thestudyonflowstressmodelbasedondislocationdensitywillhelptounderstandandgraspthenatureofplasticdeformationmechanism.Inthepastyears,themodelsofflowstressweremainlyfocusedondeformationtemperature,deformationspeedanddeformationdegree,butse

6、ldomondislocationdensity.Firstofall,experimentswerecarriedoutonGleeble-3500SimulatorandInstronmachine.Theflowstress-straincurvesundervariousdeformationconditionswereobtained.Besides,micro-hardnessexperimentswereconducted.Micro-hardnessvaluesofvarioussamplesunderdiff

7、erentdeformationconditionsweremeasured.Therelationshipbetweenmicro-hardnessanddislocationdensitywasIIIresearched.Secondly,accordingtothedataofflowstress–straincurves,basedontheKocks-Mecking-Estrinmodel,theflowstressmodelofpurecopperwasestablished.Meanwhile,dislocati

8、ondensityevolutionmodelandwork-hardeningrate-dislocationdensitymodel,work-hardeningrate–stressmodel,work-hardeningrate-strainmodelwereesta