Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Crystal plasticity elastic-plastic rate-independent numerical analyses of pollycrystalline materials

Wójcik Marta, Skrzat Andrzej, Stachowicz Feliks, Spišák Emil

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

63--78

EN

Macroscopic analyses of plastic forming processes give only the overall description of the problem without the consideration of mechanisms of plastic deformation and the microstructure evolution. For the consideration of these processes, numerical simulations within crystal plasticity include the change of texture, anisotropy, and strain hardening of the material are used. In this paper, a crystal plasticity rate-independent model proposed by Anand and Kothari is applied for numerical analyses of polycrystalline materials. The slip was considered as the main mechanism of the plastic deformation. Basic constitutive equations of crystal plasticity for large deformation theories are presented. The selected results of elastic-plastic problems obtained using both macro- and micro- scales software for the explicit and implicit integration are featured here. The heterogeneous distribution of strain and stress in different grains are obtained, which is associated with the various crystal orientation. The crystal plasticity modelling of materials subject to plastic deformation involves not only the information about the change of a material’s shape in a macro-scale, but also describes the phenomena occurring in material in a micro-scale.

PL

Analizy makroskopowe procesów przeróbki plastycznej prezentują jedynie ogólny zarys rozważanego problemu, bez uwzględnienia mechanizmów odkształcenia plastycznego oraz ewolucji mikrostruktury. W celu rozważania procesów przeróbki plastycznej stosowane są symulacje numeryczne w ramach teorii plastyczności kryształów uwzgledniające zmianę tekstury, anizotropię oraz umocnienie odkształceniowe. W artykule zaprezentowano zastosowanie modelu Ananda i Kothari w ramach teorii plastyczności kryształów niezależnej od prędkości odkształcenia do rozwiązywania analiz numerycznych dla materiałów polikrystalicznych. W badaniach uwzględniono poślizg dyslokacyjny jako główny mechanizm odkształcenia plastycznego. Zaprezentowano wybrane rezultaty dla problemów sprężysto-plastycznych uzyskane zarówno w skali makro, jak i mikro- dla całkowania typu explicit i implicit. Uzyskano niejednorodny rozkład naprężenia i odkształcenia w poszczególnych ziarnach, związany z różną orientacją kryształów. Modelowanie numeryczne zzastosowaniem teorii plastyczności kryształów dla materiałów poddanych plastycznemu odkształceniu dostarcza nie tylko informacje o zmianie kształtu materiału w skali makro, ale także opisuje zjawiska zachodzące w materiale w skali mikro-.

2

Effect of cold rolling on microstructure and hardness of annealed Al-Cu-Mg alloy

Liu Fei, Liu Zhiyi, He Guangyu

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e64, 1--17

EN

The dislocation slips during the hot- and cold-rolling processes, the texture evolution and the Goss-oriented grain refinement during the annealing of the Al-Cu-Mg alloy were investigated using optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), electron back-scatter diffraction (EBSD), transmission electron microscope (TEM) and X-ray diffraction (XRD). Results shown that {111} <110> octahedral slip systems and {110} <111> non-octahedral slip systems can be activated during the hot- and cold-rolling. When the dislocation slips in {111} planes are suppressed, the cross-slip from the {111} planes to the {110} planes can be activated to coordinate deformation. The strain gradients between the adjacent grains of the alloy with the large cold rolling reduction during annealing are dramatically decreased by the strain homogenization, which suppresses the growth of {110} < 001 > Goss-oriented grains. The activation of {110} <111> slip systems may be led to the decrease of the intensity of {112} <111> Copper texture, and the effect of {110} <111> slip systems on the evolution of {001} < 100 > Cube texture is very small. With the increase of the cold rolling reduction and annealing temperature, the hardness of the annealed and rolled Al-Cu-Mg alloy all increases, strain hardening and grain refinement are responsible for the enhanced hardness.

3

Analysis of the deformation behaviour of CP Ti with Different grain sizes by means of kinetic modeling

Alexandrov I. V., Chembarisova R. G., Sitdikov V. D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

11-16

EN

A kinetic composite dislocation-based model of the deformation behavior of pure metals has been developed. The model incorporates the known approaches by M. Zehetbauer and M. Barnett and allows considering both dislocation activity and dislocation twinning in the process of plastic deformation. The model is employed to analyze the deformation behavior of CP Ti subjected to upsetting in three different microstructural states, namely, as-received coarse-grained state, intermediate and ultrafine-grained states. The last two states were obtained by means of equal-channel angular pressing with 1 and 8 passes. Available published data for microstructure and experimental "true stress-true strain" plots obtained at close conditions of upsetting = Ε2x10-2 -10-3 c- 1 , T = 473-573 K) were taken as source information for modeling. It is shown that grain refining activates the processes of dislocation accumulation and annihilation in cell — grain interiors, activates dislocation accumulation and suppresses dislocation annihilation in cell walls — grain boundaries. On the other hand, grain refinement activates annihilation of dislocations in cell — grain interiors and suppresses it in cell walls — grain boundaries. It has been found that at the investigated temperatures and strain rates the role of deformation twinning is significant in the coarse-grained state, in the intermediate state it is noticeable, and in the UFG state it is negligible. The obtained modeling results correlate well with the available experimental results and complement them considerably.

PL

Rozwinieto kinetyczny, dyslokacyjny model mechanizmu odkształcenia czystych metali. Model ten obejmuje znane podejście M. Zechetbauera i M. Barnetta pozwalające uwzględnic zarówno aktywność dyslokacji jak i dyslokacyjnego bliźniakowania w procesie odkształcenia plastycznego. Model ten zastosowano w analizie procesu odkształcenia Ti o czystości handlowej w trzech różnych stanach mikrostruktury, mianowicie; dostarczonego o grubym ziarnie, średnio- i ultra-drobnoziarnistego. Ostatnie dwa stany mikrostruktury byly uzyskane w procesie 1- i 8-krotniego przeciskania przez kanał równo-kątowy. Osiągalne dane literaturowe odnośnie mikrostruktury i zależności doświadczalnych "true stress-true strain" uzyskane w zbliżnych warunkach obciążenia (Ε = 2x10"2 -10-3 c -1 , T = 473-573 K) uwzględniono jako informacje źródłowe w procedurze modelowania. Wykazano, że rozdrobnienie ziarna uaktywnia proces akumulacji, spietrzania i anihilacji dyslokacji we wnętrzach komórek (dyslokacyjnych) oraz ziaren jak i na granicach tych obszarów. Stwierdzono, że przy określonej temperaturze badania i prędkości odkształcenia, rola bliźniakowania odkształceniowego jest znacząca w przypadku struktury gruboziarnistej, zauważalna w przypadku struktury drobnoziarnistej i pomijalnie mała w przypadku struktury o ultra-drobnym ziarnie. Wyniki modelowania potwierdzają rezultaty uzyskane na drodze do doświadczalnej, uzupełniając się znacznie.