結晶粒径とボイドの成長を考慮した超塑性材料に対する非弾性構成式の定式化

考虑晶粒尺寸和孔隙生长的超塑性材料非弹性本构方程的制定

• 批准号: 08650104
• 负责人: 田中 英一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650104/
• 关键词: 塑性; 超塑性; 構成式; 粒成長; キャビティ成長

本研究では,超塑性変形を利用した加工法の最適な条件や成形後の力学的特性等を予測するための数値シミュレーションで使用可能な,超塑性変形に対する非弾性構成式を定式化した.まず,変形速度テンソルを弾性成分と非弾性成分とに分離し,弾性部分はHookeの法則にひずみ等価性の仮設を組み入れて表現した.他方,非弾性部分は,Chabocheの粘塑性モデルを修正することによって定式化した.すなわち,非弾性ひずみ速度の大きさを,転位による粒内変形を表す項と超塑性変形の主変形機構である粒界すべりを表現する項との和で表現し,前者は基本的な粘塑性モデルによって,後者はそのモデルに結晶粒と空洞の成長による影響を組み入れて表現した.すなわち,坑応力を結晶粒と空洞に依存するパラメータと考え,その発展式を定式化した.さらに結晶粒成長に関しては変形誘起成分と静的成分を,空洞の発達に関しては空孔拡散と母相の塑性変形の効果を考慮に入れて,それぞれの発展式を定式化した.以上により定式化した構成式の精度および妥当性を評価するため,既報の文献の単軸引張り試験から得られる応力-ひずみ曲線,応力-ひずみ速度曲線,結晶粒径-ひずみ曲線,空洞体積率-ひずみ曲線に対してシミュレーションを行った.その結果,モデルが超塑性変形のいくつかの代表的特性,すなわち流動応力-ひずみ速度関係を両対数表示するとS字状の曲線を描く,ひずみ速度によって硬化曲線の傾きが異なる,結晶粒の静的成長がある場合流動応力はひずみ速度の履歴によって異なる,空洞の発達により変形後期において流動応力の低下が生じる,等の現象を定量的に表現できることを確認した.

This study で は, を using superplastic - し た the optimal や な conditions forming after processing method の の mechanics characteristics を be す る た め の the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で may use な, superplastic - shaped に す seaborne る non 弾 constitute type を demean し た. ま ず, speed - shape テ ン ソ ル を 弾 sex composition と non 弾 components と に separation し 弾 sex part は Hook The e rule にひずみ equivalence 価 仮 set を groups み into れて performance た た. Fang, non 弾 part は, Chaboche の viscoplastic モ デ ル を correction す る こ と に よ っ て demean し た. す な わ ち, non 弾 ひ ず み speed の big き さ を, planning a に よ る intragranular - shaped を table item す と の master superplastic - - shape institutions で あ る LiJie す べ り を performance す る item と の and し で performance, the former は basic な viscoplastic モ デ ル に よ っ て, latter は そ の モ デ ル に crystals grow と cavity の に よ る influence み を group into れ て performance し た. す な わ ち, pit 応 force を crystals と hollow に dependent す る パ ラ メ ー タ と え, そ の 発 exhibition type を demean し た. さ ら に crystals grow に masato し て は - induced composition と static components を, hollow の 発 da に masato し て は company, an empty hole The effect of the dispersed と parent phase <s:1> plastic deformation <e:1> を is considered to be に into れて,それぞれ <s:1> developable を formalized た た. Above に よ り demean し た constitute の お precision よ び justice を review 価 す る た め, both reported の literature の 単 shaft extension and り test か ら have ら れ る 応 force - ひ ず み curve, 応 force - ひ ず み speed curve, crystal grain size - ひ ず み curve of void volume rate - ひ ず み curve に し seaborne て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. そ の results, モ デ ル が superplasticity - shaped の い く つ か の represents the characteristics of す な わ ち flow 応 force - ひ ず み speed masato is を struck several said seaborne す る と S shape curve of の を tracing く, ひ ず み speed に よ っ て hardening curve の pour き が different な る, the growth of crystal grain の static が あ る occasions fluid 応 は ひ ず み speed の shoe bearing に よ っ て different な る, hollow の 発 da に よ り late - shaped に お い て Low fluid 応 の が raw じ る, の phenomenon such as quantitative に performance で を き る こ と を confirm し た.

项目成果

田中英一: "微細構造変化を考慮した多軸超塑性構成式の定式化" 日本機械学会第74期通常総会講演会講演論文集. (印刷中). (1997)

Eiichi Tanaka：“考虑微观结构变化的多轴超塑性本构方程的制定”日本机械工程师学会第 74 届普通大会论文集（1997 年出版）。

田中英一: "結晶粒及び空洞の成長を考慮した超塑性構成式の定式化" 日本機械学会論文集A編. 63巻(印刷中). (1997)

Eiichi Tanaka：“考虑晶粒和空腔生长的超塑性本构方程的公式”，日本机械工程学会会刊，第 A 卷，第 63 卷（出版中）（1997 年）。

E.Tanaka: "Constitutive Modeling of Superplasticity Taking Account of Grain and Cavity Growth" Towards Innovation in Superplasticity I. 233. 21-28 (1997)

E.Tanaka：“考虑晶粒和空腔生长的超塑性本构模型”迈向超塑性创新 I. 233. 21-28 (1997)

E.Tanaka: "A Constitutive Model of Superplasticity" AEPA '96 Proc.3rd Asia-Pacific Symposium on Advances in Engineering Plasticity and Its Applications. 253-258 (1996)

E.Tanaka：“超塑性本构模型”AEPA 96 Proc.第三届亚太工程塑性及其应用进展研讨会。