参考文献:《Low-cycle fatigue life prediction of a polycrystalline nickel-base superalloy using crystal plasticity modelling approach》
在原始程序中修改流动方程,加入背应力项,引入运动硬化项,从而可以描述多晶金属循环加载中的包辛格效应
背应力的演化遵循AF模型
并使用原始的PAN模型描述滑移系统的硬化行为
为了表征多晶的疲劳寿命,引入两类疲劳指示因子分别为
一:累计塑性滑移
二:累计能量耗散
以文献的例,验证修改模型的准确性,其中文献作者的几何模型和材料参数如下
依据该模型,作者模拟得到单调拉伸以及循环加载下材料的宏观应力应变响应为
微观响应结果为
基于两类疲劳指示因子,作者通过线性外推得到了基于模拟的寿命预测结果:
基于作者提供的思路和参数,对黄永刚原始程序进行修改,考虑背应力效应,并进行简单的数值验证
1,建立包含200晶粒的二维多晶模型(0.1*0.03mm),并使用四节点平面应变单元进行网格划分,如下图
2,施加正弦形式的循环拉压的位移载荷(1%),引力比为-1
3,模拟结果如下:
第一个滑移系统的背应力:
累计塑性剪切:
累计能量耗散:
宏观应力应变响应:
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