多晶纯钛变形行为的晶体塑性有限元模拟

摘要

作为一种拥有密排六方结构的金属,钛的塑性变形相当复杂,滑移和孪晶在整个塑性变形中均起着至关重要的作用.本文以多晶纯钛为研究对象,采用晶体塑性有限元模拟(Crystal Plasticity Finite Element Method,简称CPFEM)方法,对单轴加载下多晶纯钛的变形行为进行了研究.首先,利用Voronoi几何方法,基于Python脚本,在大型有限元软件ABAQUS中生成了能够考虑到晶粒几何形状不规则性的多晶纯钛材料几何模型,并使用欧拉空间剖分法为晶粒赋予了随机的取向;然后,利用ABAQUS软件的用户自定义材料子程序UMAT接口,通过使用Fortran语言编制UMAT子程序的方式将晶体塑性有限元理论引入分析;最后,将分析结果与现有的实验结果进行对比,发现二者吻合性良好,说明了晶体塑性理论在描述多晶纯钛单轴加载变形行为中的合理性.