[發明專利]一種差厚板晶體塑性本構模型建立方法、系統及電子設備

有效

• 申請號: 202010344653.7
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111539071B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 付秀娟;魯江
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 賴定珍

1.一種差厚板晶體塑性本構模型建立方法，其特征在于，包括：

S1、獲取差厚板在塑性成形過程中全部晶體的受力狀態，根據所述受力狀態建立差厚板多晶體塑性本構模型；

S2、獲取材料參數及微觀組織分布，通過所述材料參數及所述微觀組織分布對所述差厚板多晶體塑性本構模型進行調整并得到調整后的所述差厚板多晶體塑性本構模型；

S3、根據調整后的所述差厚板多晶體塑性本構模型對所述差厚板的塑性變形進行模擬預測并得到預測結果；

S4、根據所述預測結果對調整后的所述差厚板多晶體塑性本構模型進行驗證，驗證通過，則，完成所述差厚板多晶體塑性本構模型的建立；

其中，S2具體包括：

S21：選取所述差厚板對應的拉伸試樣進行拉伸實驗，對所述拉伸實驗得出的實驗結果進行分析，得到所述差厚板的第一材料參數，所述第一材料參數包括：楊氏模量、屈服強度、抗拉強度、硬化指數、強化系數、斷裂伸長率及屈強比；

S22：在有限元分析軟件abaqus中建立單向拉伸模型，進行模擬與實驗的對比來確定相關的第二材料參數，所述第二材料參數包括：屈服切應力、硬化比、敏感系數、剪切應變速率、初始硬化率和流動應力飽和值；

S23：通過電子背散射衍射獲得所述差厚板的不同厚度區的相關數據，將所述相關數據處理得到極圖和ODF圖，通過所述極圖和所述ODF圖中獲得所述差厚板的各厚度區的晶體的所述微觀組織分布；

S24：通過Matlab中的MPT工具箱，將所述晶體生成多晶體Voronoi圖，同時對生成的多邊形晶體進行編號，并將所述編號形成文件并將所述文件以txt的形式導出，將所述文件通過Python語言進行編寫建模成inp文件，將所述inp文件利用Abaqus的腳本接口構建成草圖，通過所述草圖完成多晶體幾何模型建立；

S25：利用FORTRAN語言規則對所述多晶體幾何模型進行編譯，將編譯后的所述多晶體幾何模型放入UMAT中得到差厚板多晶體塑性有限元模型；

S25之后還包括：

S26、根據所述微觀組織分布，所述材料參數對所述得到差厚板多晶體塑性有限元模型進行調整，所述調整后的所述差厚板多晶體塑性本構模型的具體公式為：

其中，f(g)為取向g出現的概率，為所述晶體取向的3個歐拉角，所述微觀組織分布包括：取向分布、織構類型及占比例，表示體積平均應力，C^*表示瞬時彈性張量，D表示變形率張量，N表示滑移系個數，表示剪切應變率，a為晶粒。

2.根據權利要求1所述的一種差厚板晶體塑性本構模型建立方法，其特征在于，根據所述受力狀態建立差厚板多晶體塑性本構模型，具體為：

S11、根據體積平均應力由不同晶粒的體積分數和所述晶粒所受的應力來定義；所述差厚板多晶聚合體的應力公式為：

其中，是所述體積平均應力，n是所述晶粒的個數，T^a是第a個所述晶粒的柯西應力；

S12：所述第a個所述晶粒的柯西應力為：

其中，N為滑移系個數，C^*為瞬時彈性張量，D為變形率張量，且，

B^α＝R^α·τ-τ·R^α

其中，s^α為滑移方向的單位向量，n^α為滑移系α中滑移面的單位法向量，τ為以中間構形為基準狀態的基爾霍夫應力張量，為剪切應變率，為滑移系α中的參考應變速率，τ^α為滑移系α中的分剪切應力，g^α為臨界分剪切應力，為特征值運算；

S13、通過所述第a個所述晶粒的柯西應力，計算得到所述差厚板多晶體塑性本構模型，所述差厚板多晶體塑性本構模型的具體公式為：

其中，v^a表示晶粒a的體積分數。