Thermodynamics-based constitutive model for deformation twinning

基于热力学的变形孪晶本构模型

• 批准号: 24656070
• 负责人: TERADA Kenjiro
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656070/
• 关键词: 計算力学; 六方晶金属; 機械材料・材料力学; 有限要素法

A thermodynamics-based constitutive model, which accounts for both crystallographic slip and deformation twinning, is developed for a single crystal of hcp metals within the framework of finite crystal plasticity. While the volume fractions of stress-free twin deformations are introduced as internal variables, the free-energy involves the bulk energy of separate phases and the surface energy at twin interfaces, which are introduced as functions of the internal variables, in addition to the standard hardening-related energy in crystal plasticity framework. After the formulation is described in detail, a series of numerical examples is presented to verify the performance of the proposed model in predicting the deformation twinning, the successive deformation process and the twinning-induced stress responses. The results are studied with reference to the theoretical consequences and the experimental results reported in the literature.

在有限晶体塑性理论框架下，建立了六方晶系金属单晶体的本构模型，该模型考虑了晶体滑移和形变孪晶。当引入无应力孪晶变形的体积分数作为内变量时，自由能除了包含晶体塑性框架中与硬化相关的标准能外，还包含作为内变量的函数的分离相的体能和孪晶界面处的表面能。在详细描述该公式后，通过一系列数值算例验证了该模型在预测变形孪晶、后续变形过程和孪晶诱导应力响应方面的性能。参考文献中报道的理论结果和实验结果的结果进行了研究。

项目成果

六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用

六方金属变形孪晶模型的构建及其在晶体塑性模拟中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: 石田智広;渋谷慎兵;加藤準治;寺田賢二郎;京谷孝史;安藤大輔;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

結晶塑性有限要素法を用いた圧延集合組織を有するマグネシウム合金の変形・強度発現機構の解明

利用晶体塑性有限元法阐明轧制织构镁合金的变形和强度发展机制

• 发表时间: 2013
• 期刊: 機械学会論文集(A編)
• 作者: 石田智広;渋谷慎兵;加藤準治;寺田賢二郎;京谷孝史;安藤大輔;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

結晶塑性FEMとMulti Phase Field法を用いたMgY合金の連成解析

MgY合金晶体塑性有限元与多相场耦合分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 寺田賢二郎;石田智広;安藤大輔;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

Mg合金の局所変形量と変形双晶の関係, M&M2012材料力学カンファレンス

镁合金局部变形与变形孪晶的关系，M&M2012材料力学会议

• 发表时间: 2012
• 作者: 安藤大輔;須藤祐司;小池淳一;石田智広;渋谷慎平;寺田賢二郎;加藤準治;京谷孝史
• 通讯作者: 京谷孝史

六方晶金属の結晶塑性・変形双晶構成モデル

六方金属晶体塑性与变形孪晶本构模型

• 发表时间: 2012
• 期刊: 計算工学会論文集
• 作者: 石田智広;渋谷慎兵;加藤準治;寺田賢二郎;京谷孝史;安藤大輔;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一