【摘 要】
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随着节能减排理念的推广,金属零部件向轻量化方向发展,高强钢由于其优异的力学性能而被广泛使用。但是仍有许多亟待解决的问题限制了高强钢的进一步使用与发展:为提高综合力学性能,高强钢通常采用多相的结构设计,各相力学性能差异导致的变形的不均匀性使损伤行为更突出,与普通钢材塑性失稳主导失效的模式不同,高强钢中损伤成为影响失效的主要因素,利用塑性失稳判据建立的FLD及相关理论对高强钢进行成形性能预测的结果表现
【基金项目】
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国家自然科学基金青年科学基金项目（51705448）； 基于光电力多维融合信息的高强钢损伤模型及正反标定策略研究,河北省自然科学基金钢铁联合研究基金.课题编号:E2021203163；
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随着节能减排理念的推广,金属零部件向轻量化方向发展,高强钢由于其优异的力学性能而被广泛使用。但是仍有许多亟待解决的问题限制了高强钢的进一步使用与发展:为提高综合力学性能,高强钢通常采用多相的结构设计,各相力学性能差异导致的变形的不均匀性使损伤行为更突出,与普通钢材塑性失稳主导失效的模式不同,高强钢中损伤成为影响失效的主要因素,利用塑性失稳判据建立的FLD及相关理论对高强钢进行成形性能预测的结果表现出明显分散性,损伤机理与预测手段仍需深入探究;另外,高强钢断裂具有加载路径敏感性,不同加载路径对断裂行为影响大,使用实验手段研究成本高、变形程度有限,且进行微观层面的过程观测对实验设备要求高,因此进行高强钢损伤建模及模拟研究高强钢的损伤断裂行为有重要意义。基于上述背景,本文选用铁素体-马氏体双相钢DP980为研究材料,致力于实现DP980损伤建模及损伤行为研究。主要研究内容如下:1.研究微观组织对损伤行为的影响。通过EBSD测定DP980的微观结构信息,得到微观组织结构的统计学特征并建立重构晶体的RVE模型;基于晶体塑性理论,建立材料微观组织与力学响应的定量关系,通过ABAQUS/VUMAT接口完成晶体塑性理论数值实现并进行全场晶体塑性有限元模拟。结合模拟结果分析DP980变形机理,探究DP980损伤与微观组织的相关性。2.研究应力状态对损伤行为的影响,进行不同应力状态下DP980板材的拉伸试验,拉伸过程中使用DCPD和DIC完成损伤微观到宏观多尺度演化过程的测定并标定晶体塑性模型相关参数。利用Python程序对RVE施加周期性边界以模拟真实变形条件,进行ABAQUS多点约束二次开发,将主从节点进行位移的多点约束,主动控制RVE应力状态参数值并保证模拟过程中的应力状态参数恒定,完成DP980不同应力状态下损伤起始轨迹与断裂轨迹的预测。
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