多晶铜表面织构冷压成形晶体塑性有限元分析

基于晶体塑性理论和有限元方法建立了面心立方结构的纯铜材料的三维晶体塑性有限元模型,并对其钝化圆锥压头冷压成形过程进行了模拟。选取了平均晶粒尺寸分别为25、35和70μm的工件进行冷压,分析了成形过程中的载荷-压痕深度曲线、表面轮廓曲线、位移场与堆积现象、应力分布以及各滑移系的累积塑性应变。结果表明,晶粒尺寸越小,最大压痕深度处的峰值载荷越大,塑性回弹越大。冷压过程中,位移场产生堆积效应,在<110>晶向上最为明显,且体现了面心立方晶体的高度对称性。冷压后的工件表面发生细晶强化,使其具有更高的强度和硬度。随着各滑移系累积塑性应变的增加,8条滑移系被激活。随着晶粒尺寸的减小,应力云图开始离散,S12应力表现出与位移场相同的传导方向,平均晶粒尺寸为35μm时的工件残余应力最小。