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基于Abaqus的高纯铝不同应变率下单晶塑性变形的取向依赖性研究

15天前浏览306

文章题目:《Strain rate effect of high purity aluminum single
crystals: Experiments and simulations》

文章doi:10.1016/j.ijplas.2014.10.002

推荐理由:作者研究了高纯铝不同应变率下单晶塑性变形的取向依赖性,不同应变率下的流动应力情况通过Laue Back-Reflection  技术测量,并提出了两类单晶本构模型用于预测单晶不同应变率的应力响应的能力,研究表明,相较于传统的单晶幂律流动模型,所提出的另外的唯象和位错密度模型很好捕捉了应变率效应,提出的唯象模型参数少,便于拟合,物理模型参数更多,但物理意义更明确,这在捕捉单晶多滑移系开动时提供了更准确的预测(更接近实验结果)。(原因是位错密度模型提供了位错之间更合理的相互作用形式)

作者的研究思路

一,通过实验获得两种取向的单晶在不同应变率下的流动应力,并发现了单晶变形的流动应力与应变率和取向是强相互影响的

二,为了捕捉这种应变率响应,作者在huang经典程序的技术上进行了修改,提出了两类新的流动和硬化的晶体塑性模型,三类模型分别如下:

类型一:经典单晶唯象本构方程

类型二:应变率修正的单晶唯象本构方程(类似于JC的修改形式,考虑温度和应变率)

类型三:考虑热激活和位错密度的物理本构模型

作者详细探讨了三种模型的差异性和预测能力,并对物理模型的参数给出了大概的区间以及参数的影响,对于使用位错密度模型提供了很好的范例

三类模型的预测结果如下所示:

模型一的预测结果

模型二的预测结果

模型三的预测结果

作者认为模型三对单晶变形的预测能力最好,因为其捕捉了更多的物理特征。

来源:320科技工作室
AbaqusUM
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-11-08
最近编辑:15天前
320科技工作室
硕士 | 结构工程师 lammps/ms/vasp/
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基于comsol模拟微穿孔板和卷曲通道的混合吸声器低频吸声

研究背景:具有深亚波长厚度(5cm)的吸收器对低频声音(<500Hz)的衰减在噪声控制工程中引起了极大的兴趣。然而,由于低频声音的强穿透性和普通材料的弱固有分散性,这是一项具有挑战性的任务。传统的吸声材料,如多孔材料,已被证明对高频吸声(>1000Hz)有效,但如果厚度有限,在低频时会有缺点。近年来,声学超材料的概念为低频吸声器的设计提供了新的思路。许多亚波长吸声材料或设备是基于谐振结构开发的,如装饰膜谐振器、亥姆霍兹谐振器。带有背腔的传统微孔板也是低频吸声器的良好候选者。研究内容:提出了一种基于微穿孔板和卷曲法布里-珀罗通道的混合声学超材料吸收器,它可以有效地吸收非常低频率(<500 Hz)的入射声波能量,具有较宽的相对吸收带宽。分析检验了所提吸收器的高效可调吸收特性,并通过数值模拟和实验验证了该吸收体的吸收特性。图1. 混合超材料吸收器示意图图2.论文中数值模拟的吸声系数曲线数值模拟:在comsol中利用压力声学接口对声学超材料的声学特性进行仿真分析。仿真分析的步骤如下所示。(1)建立几何模型图3.几何模型的构建(2)设置物理场图4.物理场的设置(3)求解吸声系数图5.数值分析的吸声系数通过数值分析计算得到的吸声系数曲线与文献的结果基本一致。两个吸收器使用相同的螺旋形通道构建,但使用不同的MPP,其中一种情况的参数为d=0.9 mm、t0=0.64 mm、p=0.018(左图),另一种情况下的参数为d=0.4mm、t0 =0.64 mm和p=0.048(右图)。总之,我们提出了一种基于微穿孔面板和卷曲Fabry–P erot通道的混合声学超材料吸收器,它可以有效地吸收极低频(<500 Hz)下的入射声波能量,并具有较宽的相对吸收带宽。对所提出的吸收体的高效可调谐吸收特性进行了分析,并通过数值模拟和实验进行了验证。我们发现,吸收主要是由微穿孔面板中声波的摩擦损失引起的。还通过图形分析复平面中的反射系数来解释这种现象。通过集成两个具有不同参数的平行吸收单元,相对吸收带宽进一步加宽至82.2%。由于亚波长厚度深、带宽相对较宽且易于制造,所提出的混合吸收器在噪声控制工程中具有广泛的潜在应用。最后,有相关仿真需求欢迎与我们联络。来源:320科技工作室

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