位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用.pdf

工学博士学位论文位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用 DISLOCATION DENSITY BASED CRYSTAL PLASTICITY FINITE ELEMENT METHOD FOR THE SIMULATION PROCESSES 章海明上海交通大学 2013年11月申请上海交通大学工学博士学位论文位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用博士研究生:章海明导师:董湘怀教授申请学位:工学博士研究方向:材料加工过程的数值模拟技术学科专业:材料加工工程所在单位:材料科学与工程学院答辩日期:2013年1 1月授予学位单位:上海交通大学 ADissertation Submitted toShanghai JiaoTong University . Degree inEngineering DISLoCATION DENSITY BASED CRYSTAL PLASTICITY FINITE ELEMENT METHOD FOR THE SIMULATION PROCESSES by Zhang Haiming Supervisor: Xianghuai Speciality:Materials Processing Engineering School ofMaterials Science andEngineering Shanghai JiaoTong University Shanghai, November,201 3 上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外, 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:—争铀嘟日期:沙f多年¨月,F日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定, 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密耐。(请在以上方框内打“√") 学位论文作者签名:/爹螽,唧指导教师签名: #伽怔日期:29·声11月陪日日期:加哆年f1月【矿日上海交通大学博士学位论文答辩决议书姓名章海明学号 0072919004 所在学科材料加工工程答辩塑性成形技术与装备研究院二指导教师董湘怀 2013-11—18 答辩地点日期楼会议室论文题目位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用投票表决结果:-7/7/7(同意票数/实到委员数/应到委员数)答辩结论:母迫过口未通过评语和决议: 章海明同学的博士学位论文“位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用”针对细观塑性力学理论和塑性微成形工艺领域的前沿课题展开研究,取得了如下研究成果: l、提出了一种适用于动力显式有限元法的准隐式积分算法,在保证计算准确性和稳定性的同时提高了计算效率。 2、建立了移动位错、胞元内静止位错和胞元墙静止位错三种位错密度的温度和应变速率相关的演化模型,提出了可在较大温度和应变速率范围内,材料力学性能的位错密度晶体塑性模型,通过与实验结果对比验证了模型的准确性和可靠性。 3、建立了几何必需位错密度张量滑移系分解流程,将几何必需位错密度引入到滑移系硬化方程中,提出了不含高阶边界条件的非局部位错密度晶体塑性模型,新模型可同时考虑微成形工艺中一阶尺度效应和二阶尺度效应。 4、基于无网格法和移动最,,ix--"乘法,提出r在材料本构子程序中求解高阶梯度项和几何必需位错密度的数值方法,便于将非局部材料模型应用于金属成形模拟。论文条理清楚,论据充分,结论正确,表明章海明同学已经掌握了本专业宽广深厚的基础理论和系统深入的专门知识,具备了独立从事科学研究工作的能力。作者在答辩过程中讲解清楚,回答问题正确。经答辩委员会投票,一致同意通过章海明同学的博士学位论文答辩,并建议授予其工学博士学位。匕循爹加侈‘年//月/矿日职务姓名职称工作单位签名主席陈军教授上海交通大学、修》答委员谢叻教授上海交通大学讹辩委员周雄辉教授上海交通大学例匆∽河委员委员雷君相教授上海理工大学厂荔-矶会成委员林建平教授同济大学匆捌万员委员董湘怀教授上海交通大学粝南、胆委员崔振山教授上海交通大学矿铳馅岛秘书刘伟工程师上海交通大学豸1棚谶, 摘要摘要微机电系统和微系统技术的迅速发展,