胡晓郁,都亚鹏,楚海建,2

(1.上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海 200072;2.上海大学理学院,上海 200444)

材料的塑性行为是材料的基本性能,对工程结构的可靠性与安全性具有重要意义.如何准确模拟实际材料的塑性行为一直是计算力学研究的重要方向.在传统上,基于宏观的实验现象和假设,人们建立了许多不同的屈服准则,对于金属材料,比较典型的有最大切应力屈服准则和Mises 屈服准则等.在微观上,位错运动和孪晶是金属材料发生塑性变形的主要机制.基于此,学者们提出了基于微观变形机理的晶体塑性理论.有限元方法是分析材料塑性行为的一种有效方法,在一些流行的商用软件(如ABAQUS、ANSYS 等)中,将宏观的屈服准则内置于程序中,相关应用往往已经标准化.然而,在晶体塑性理论的有限元程序化方面则相对滞后,目前还没有一款通用的晶体塑性有限元软件.由于晶体塑性理论计及了材料微观变形机理,能够更加准确地反映材料实际塑性变形过程,学者们在晶体塑性有限元的研究方面进行了有益的探索.Nakamachi 等[1]开发了早期的晶体黏塑性有限元程序,研究板材的冲压性能.Wu 等[2]采用晶体塑性理论,通过比较原始应变片和预应变片之间的流动应力与取向曲线的差异,研究了预应变对材料各向异性的影响.冯露等[3]用ABAQUS 的UMAT 子程序编写材料的本构,提出一种有效的求解单晶材料黏塑性模型的方法.需要指出的是,在上述研究报道……