基于应变梯度理论和面积坐标有限元的管线钢微观组织尺寸效应研究
张博宇,女,1989年出生,硕士研究生。主要研究方向为非线性有限元。
E-mail:zhangboyu2009n@163.com
陈章华(通信作者),男,1959年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究特殊有限元法,结构工程的数值计算方法,非线性力学与耦合问题计算方法。
E-mail:chenzhanghua@ustb.edu.cn
网络出版日期: 2017-01-20
Simulating Indentation Experiment by Finite Element Method Using Mechanism-based Strain Gradient Plasticity and Quadrilateral Area Coordinate Method
Online published: 2017-01-20
研究在微细尺度下,有效模拟金属材料变形尺度效应的数值方法。将四边形面积坐标法与MSG应变梯度理论的本构方程相结合,通过用户子单元UEL加入到ABAQUS的数值模拟中。在有限元模拟过程中,采用传统八节点等参元时常遇到网格严重畸变的问题,而基于四边形面积坐标方法的单元却在网格严重畸变时仍然能够保持较高的精度,在非线性问题中有广阔的应用前景,而且经典理论无法解释试验中观察到的尺寸效应现象,因此采用MSG塑性应变梯度理论的本构方程解决尺度效应问题。应用文献中的数据对电抛光镍做数值模拟,以验证新的理论模型的正确性,对JX-2管线钢做试验研究,并对所得的铁素体、贝氏体、铁素体和贝氏体的双相体三种微观组织进行数值模拟,对比试验和模拟结果证明新的理论模型在工程中具有良好的可应用性,较传统塑性理论能更好地预测试验结果。
张博宇 , 陈章华 . 基于应变梯度理论和面积坐标有限元的管线钢微观组织尺寸效应研究[J]. 机械工程学报, 2017 , 53(2) : 74 -83 . DOI: 10.3901/JME.2017.02.074
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