单轴循环载荷下镁合金宏观塑性本构关系的研究

摘要

镁合金材料由于密度极低，具有广阔的应用前景。然而镁合金在塑性变形中表现出拉压不对称性与复杂的硬化规律，使传统的塑性本构模型难以模拟其特殊的力学响应，制约了镁合金在工程中的广泛应用。
　　本文改进了基于微观织构演化的镁合金宏观塑性本构模型，模拟了室温下镁合金 AZ31B与AZ61 A在单轴循环拉压载荷下起始的应力—应变曲线。模型中区分了滑移、孪晶以及去孪三种不同的微观塑性变形机制，研究了它们对材料宏观塑性行为的影响。通过引入初始非零背应力模拟了应力—应变曲线中的拉压不对称性，并给出了材料在单轴循环拉压载荷起始阶段背应力及屈服面的演化规律。本文运用隐式积分法与线性预测塑性回拉技术建立计算模型，编写了与ABAQUS接口的用户子程序UMAT。与实验结果的比较显示该模型能较好地模拟镁合金在单轴循环拉压载荷起始阶段的力学行为，具有较高的准确性与良好的实用性。

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第一章 绪论

1. 1研究意义与现状

1. 2镁合金概述

1. 3本文主要研究内容

第二章 镁合金微观变形机制及变形特点

2. 1镁合金塑性变形机制

2. 2镁合金变形特点

2. 3本章小结

第三章 镁合金循环塑性本构关系发展

3. 1微观晶体塑性本构关系

3. 2宏观唯象塑性本构关系

3. 3镁合金宏观塑性本构关系发展

3. 4本章小结

第四章 循环载荷下镁合金本构模型描述

4. 1基于变形机制的宏观本构模型的建立

4. 2镁合金塑性本构模型

4. 3本章小结

第五章 循环载荷下镁合金力学响应数值模拟

5. 1塑性本构模型的有限元实现

5. 2一致切线刚度矩阵

5. 3有限元模型在ABAQ US中的实现

5. 4本章小结

第六章 结论与展望

参 考 文 献

附录

致谢

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