基于关联位错机制的纳米孪晶金属非对称循环塑性模型研究

纳米孪晶金属在强度、韧性和抗疲劳性能等方面存在优势,具有显著的工程应用价值.纳米孪晶金属的塑性变形机制与传统立方晶系多晶金属材料截然不同,经典力学理论难以精准描述其力学行为,迫切需要针对性地建立力学本构理论.本文基于择优取向纳米孪晶金属塑性变形特有的关联位错机制,结合离散单元模型和位错塞积长程作用效应,提出可描述纳米孪晶金属非对称循环塑性行为的本构模型,并捕捉与历史无关循环塑性行为和Masing现象,描述预加载下长程背应力导致的随动强化现象.进一步根据热力学理论,考虑关联位错与位错长程作用机制,推导了可用于预测疲劳寿命的耗散能量率计算式.本文结果对择优取向纳米孪晶金属的工程应用具有理论参考意义.