相変態を利用した環境と省エネルギーのための新しい塑性加工法の均質化法による検討

利用均化法研究相变环保节能新型塑性加工方法

基本信息

批准号：
12750075
负责人：
岩本剛
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

マルテンサイト変態の発生する材料においては、変態に伴って変態ひずみと呼ばれるせん断と体積膨張ひずみが生じる.また,この変態現象は温度に依存するため,熱膨張ひずみを考慮する必要がある.そこで,これらと弾粘塑性ひずみ速度の和から,各相における微視領域上の変態-熱弾粘塑性型構成式を導出した.変位速度の漸近展開形式を導出した構成式に導入し,均質化理論を適用することによって,特性変位関数を未知数とした微視系積分方程式,均質化定数を含む巨視系仮想仕事の原理式等の基礎方程式系を得た.同時に温度場も漸近展開によって表し,相変態によって発生する潜熱を考慮した微視領域における熱伝導方程式に対しても同様に均質化法を適用することによって,均質化理論に基づく基礎方程式を得た.これらを既に構築済みの有限要素法に基づいた数値シミュレーションシステムに組み込み,変態-熱-力学連成問題に適用可能な均質化法を用いた相変態発生材料用の数値解析システムを構築した.さらに,均一オーステナイト相内に楕円体形状を持ったマルテンサイト相をその中央部に配置した単位セルモデルを構築し,その単位セルが変態カイネティクスモデルに従って成長すると考え,移動境界問題として解析モデルを構築した.この解析システムを用いて,巨視的に平面ひずみ引張りを与えて数値シミュレーションを行った結果,これまでの有限要素法による数値シミュレーションと同じ傾向を示すと同時に,微視構造を忠実に表現可能なため精度のよい数値解が得られた.例えば,これまでのマルテンサイト相体積分率を内部変数とした有限要素法解析では,マルテンサイト相の配向性が表現不可能であったが,この数値シミュレーションシステムでは可能となる.

在产生马塞氏菌转化的材料中，剪切和体积膨胀应变（称为转化应变）随着转化而发生。此外，由于这种转化现象取决于温度，因此必须考虑热膨胀应变。因此，从这些和弹性粘膜塑性应变速率的总和中，我们得出了每个相的微观区域上的转化 - 热弹性粘膜类型本构方程。我们将位移速度的渐近膨胀形式引入了得出的构型方程，并应用了均质化理论。因此，我们获得了一个基本方程系统，例如具有特征位移函数的微观积分方程，以及宏观虚拟工作的原理方程，包括均化常数。同时，温度场是通过渐近膨胀表达的，并通过将均质化方法应用于微观区域的热传导方程，该方程考虑了通过相变产生的潜热，我们获得了基于均匀化理论的基本方程。这些是基于已经构建的有限元方法的数值模拟系统。使用均质化方法构建了用于相变生成材料的数值分析系统，该方法可以掺入茎中并应用于转化 - 热动力耦合问题。此外，构建了一个单位细胞模型，其中将具有椭圆形形状的马氏体相放置在均匀的奥氏体相中的中心，并且根据转换动力学模型的形式生长，并且分析模型被构建为移动边界问题。使用此分析系统，通过应用宏观平面应变张力进行数值模拟，同时，与以前使用有限元方法的数值模拟相同的趋势，同时，获得了高精度的数值解决方案，因为可以忠实地表达微观结构。例如，在使用Martensitic相体积分数作为内部变量的有限元方法分析中，不可能使用Martensitic相的方向，但是这种数值模拟系统是可能的。