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Ni单晶微柱体单轴压缩的晶体塑性有限元分析

张旭  潘渤  尚福林  
【摘要】:已有的实验测试结果表明,几何特征尺寸处于微米量级的单晶金属与其宏观块体有许多明显不同的变形特征,且表现出强烈的尺寸相关性。本研究采用各向异性晶体塑性理论,结合有限元计算方法,对直径处于数毫米到数十微米的单晶镍(Ni)柱体在单轴压缩、单滑移条件下的变形过程进行了分析。研究采用PAN模型来描述晶体塑性的强化特性,并对照文献中的实验数据,对不同尺寸Ni微柱体选取了与其对应的PAN模型参数。从计算结果来看,晶体塑性有限元模拟与实验测得的应力-应变结果比较吻合。并且,计算所得的各模型参数随着微柱体的几何尺寸的不同而不同,呈现出与实验结果一致的尺寸相关性。这说明,PAN强化模型基本上可以描述该尺寸范围内Ni单晶金属的塑性变形特征。

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