FCC单晶中圆柱孔洞生长与晶粒碎裂：两种载荷条件下的晶体塑性有限元研究
材料科学
2023-07-06 v1
摘要
采用晶体塑性有限元方法(CPFEM)研究面心立方(FCC)单晶中圆柱孔洞生长或塌陷与晶粒细化之间的耦合关系。使用含一个孔洞的二维平面应变模型，探究初始晶格取向、应力驱动与应变驱动载荷情景之间的相似性与差异。为此，以两种不同方式施加边界条件：第一种基于专用桁架单元维持恒定的面内应力双轴性，第二种施加恒定的位移双轴性因子。研究了单轴和双轴载荷情形。对于单轴载荷情形，选取一种能在原始晶体中强制产生等效塑性变形模式的特殊构型，以考察演化孔洞与已发展的晶格旋转非均匀性之间的相互作用。进而考虑三种晶格取向的双轴载荷情形，其中一种相对于加载方向不对称。分析了应力或应变双轴性因子及初始晶格取向如何影响孔洞在尺寸与形状方面的演化。此外，在伴随孔洞演化的晶粒细化现象背景下，研究了晶格旋转非均匀性变化所带来的后果。识别了可能导致更显著晶粒碎裂的情景。
引用
@article{arxiv.2307.02248,
title = {Cylindrical void growth vs. grain fragmentation in FCC single crystals: CPFEM study for two types of loading conditions},
author = {Saketh Virupakshi and Katarzyna Kowalczyk-Gajewska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02248},
year = {2023}
}
备注
34 pages Accepted for publication in International Journal of Solids and Structures on 24 June 2023