УДК 538.9

DOI 10.24411/1683-805X-2020-14009

 

Деформационное поведение поликристаллического титана численно моделируется в рамках подходов микромеханики и физической теории пластичности кристаллов. Трехмерная модель поликристаллической структуры сгенерирована методом пошагового заполнения на основе экспериментальных данных. Определяющие соотношения для описания деформационного поведения зерен построены на основе физической теории пластичности кристаллов с учетом особенностей кристаллического строения и дислокационного скольжения в ГПУ-кристаллах по призматическим, базисным и пирамидальным системам. Краевая задача упругопластического деформирования модельных структур решается численно методом конечных элементов. Для тестирования разработанной модели проведены расчеты упругопластического деформирования монокристаллов титана с различной ориентацией. С использованием разработанной модели численно исследованы вклады различных систем скольжения в деформационный отклик поликристалла.

Ключевые слова: микромеханика, физическая теория пластичности, поликристаллическая структура, численное моделирование, системы скольжения

 

A numerical study of the contribution of various slip systems to the deformation response of polycrystalline titanium

The deformation behavior of polycrystalline titanium was studied by numerical simulation in the micromechanical and crystal plasticity frameworks. A three-dimensional model of the polycrystalline structure was generated by the step-by-step packing method based on experimental data. The governing equations describing the deformation behavior of grains were derived on the basis of crystal plasticity theory, taking into account the specific crystal structure and dislocation slip on prismatic, basal, and pyramidal systems in hcp crystals. The boundary value problem of elastoplastic deformation of model structures was numerically solved by the finite element method. The developed model was tested by calculating the elastoplastic deformation of titanium single crystals with different orientations. Using the model, the contribution of various slip systems to the deformation response of a polycrystal was numerically investigated.

Keywords: micromechanics, crystal plasticity theory, polycrystalline structure, numerical simulation, slip systems

 

Е.С. Емельянова, В.А. Романова, Р.Р. Балохонов, М. Писарев, О.С. Зиновьева  Численное исследование вкладов различных систем скольжения в деформационный отклик поликристаллического титана // Физ. мезомех. - 2020. - Т. 23. - № 4. - С. 68-81