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金属板材弹、塑性性质与材料微结构的关系及其试验测量

郑腾龙

  金属板材是材料成形加工中常用的材料。在细观尺度下,金属多晶体板材可视为大量微小晶粒的集合体。晶粒弹性、塑性性质的各向异性导致金属多晶体材料的宏观弹、塑性性质不仅取决于单晶的材料性质而且取决于多晶体中的晶粒取向分布。晶粒取向分布用取向分布函数(ODF)来表示,将取向分布函数在Wigner D-函数基下展开成级数形式,其展开系数称为织构系数,本论文将在金属板材弹、塑性性质与晶粒取向分布的关系方面开展研究工作。 在弹性性质与材料微结构性质的关系方面,多晶体材料的弹性本构关系依赖于描述晶粒取向分布的织构系数,本文利用Clebsch-Gordan表达式,推导出不依赖于物理模型的、考虑织构系数线性项的六角晶粒各向异性集合体的弹性本构关系一般形式,推导出利用超声波测量技术测量六角晶粒多晶体材料织构系数的表达式,利用单轴拉伸试验测量了铝板、钢板(立方晶粒正交板材)的弹性模量和织构系数。 在金属板材塑性性质与晶粒取向分布关系的研究方面,研究了圆形正交板材拉深的制耳大小与晶粒取向分布的关系;利用摄动分析方法,推导出基于Hill屈服准则的拉深制耳与屈服函数塑性参数的关系式,并利用屈服函数中的系数与织构系数的关系得到织构系数与拉深制耳的关系式,并在制耳理论分析的基础上,开展了圆形铝板的拉深试验,发现试验结果与理论分析结果一致。Hill屈服准则仅包含应力的二次项,本论文将研究考虑应力一次、二次、三次项的屈服函数表达式,并得到系数与织构系数间的关系。最后,通过钢板的单轴拉伸试验,测量了r值随拉伸塑性变形的变化,并利用r值与织构系数的关系式获得织构系数在单轴拉伸塑性变形时的演化规律。……   
[关键词]:金属板材弹、塑性性质;晶粒取向分布函数;织构系数;屈服函数;拉深制耳
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南昌大学2010年