Ti_3Al单晶塑性变形行为的晶体塑性有限元模拟

基于晶体塑性理论,建立了滑移变形机制下Ti_3Al单晶晶体塑性的细观本构关系,并利用ABAQUS/UMAT用户子程序接口开发本构关系子程序,将其应用于不同取向Ti_3Al单晶的单向压缩模拟。分析不同取向时晶体滑移系的启动情况,以及滑移系启动与取向的相互关系。结果表明:基面滑移系(0001)<1120>,柱面滑移系{1010}<1120>和锥面滑移系{1121}<1126>均被激活,但由于滑移系之间临界剪切应力和施密特因子的不同,各滑移系的启动情况存在显著差异。基面和锥面滑移系的临界剪切应力较大,仅在施密特因子较大时启动;特别是锥面滑移系,其临界剪切应力最大,因而该滑移系只有在压缩轴接近[0001]方向时才被激活。柱面滑移系的启动较为容易,对塑性变形的贡献也最大。同时与实验结果相比较,模拟结果基本与之吻合。