基于晶體塑性理論的超薄帶材軋制數(shù)值模擬.pdf

1、超薄帶材區(qū)別于傳統(tǒng)的帶材，在航空航天、醫(yī)療器械等高科技領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，而這對于超薄帶材的軋制生產(chǎn)提出了很高的要求，特別是軋制過程的制定和帶材表面的控制方面需要保持很高的精度。目前，國內(nèi)外對超薄帶材的宏觀探究比較深入，細觀層面研究相對較少，本文主要通過有限元軟件模擬分析超薄帶材軋制在細觀尺度上的變化情況。
　　帶材軋制細觀尺度的計算機模擬，首先需要在ABAQUS中建立隨機晶粒模型，本課題采用Voronoi多邊形算法，通過MA

2、TLAB軟件生成二維、三維隨機晶粒結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)并導(dǎo)入到ABAQUS中建模。然后，基于晶體塑性理論，利用ABAQUS中的用戶材料子程序UMAT編程建立適應(yīng)于細觀尺度的多晶體本構(gòu)模型，通過模擬單晶集合體的單軸拉伸，分析拉伸變形結(jié)果，并對模型中的晶粒邊界進行幾何優(yōu)化，使晶粒模型達到理想的變形效果。
　　基于第一性原理，依據(jù)經(jīng)驗公式求出晶體的晶格常數(shù)，利用MS軟件模擬了GCr15各相晶體的彈性常數(shù)，通過材料子程序調(diào)用不同晶體的彈性常數(shù)及各相關(guān)

3、參數(shù)，模擬了不同淬火時長后GCr15的材料性能，選出最優(yōu)性能的淬火時長材料作為靜態(tài)軋制中的帶材材料。建立超薄帶材靜態(tài)軋制模型，通過模擬帶材二維軋制過程，對軋帶模型中不同位置晶粒應(yīng)力應(yīng)變特點對比分析，同時探究了晶粒取向和晶粒大小對軋制過程的影響。得出晶粒取向趨于軋制方向時有利于軋制效果，晶粒越小越有利于減小軋制后軋帶的應(yīng)力集中分布，這為實際生產(chǎn)中提供一定的對比參考。同時，模擬超薄帶材三維軋制過程，對比分析了軋制初始時、中間時和完成時軋帶晶