基于应变梯度理论的微尺度循环塑性本构模型研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

11672119

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

刘金兴

完成单位：

江苏大学

中文关键词：

细微纳观塑性；应变梯度理论；塑性本构关系；循环塑性 ；应变强化;

其他语种关键词：

Meso-, micro- and nano-plasticity;Strain gradient theory;Plastic constitutive relation;Cyclic plasticity;Strain hardening

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2020-12-31

中文摘要：

MEMS等微型仪器仪表中的金属构件在循环载荷下的弹塑性变形，呈现出显著的微尺度效应：弹性极限和塑性强化尺度效应、超强包辛格效应和塑性软化等，对MEMS器件性能具有重要影响。目前仍缺少能够全面描述以上微尺度效应的本构模型。项目拟建立基于Fleck-Hutchinson应变梯度塑性理论(FH SGP)的微尺度循环本构模型：1.根据正交流动法则进行应变梯度分解以保证热力学自洽，采用应变梯度弹性本构关系计算高阶应力以确保高阶应力连续性，改进现有FH SGP理论处理循环塑性问题时的理论缺陷；2. 基于Taylor位错理论，综合考虑产生微尺度效应的多种物理机制：几何必需位错、微塑性、位错可逆性和表/界面的影响等。项目拟开发本构模型的数值程序，并利用位错动力学模拟和实验等手段验证模型有效性。该课题有望促进SGP理论的发展与应用，对微尺度材料力学行为的研究以及MEMS优化设计与制造具有重要意义。