文章题目:《Response of 2D and 3D crystal plasticity models subjected to plane strain condition 》
文章doi:10.1016/j.mechrescom.2023.104047
推荐理由:作者使用考虑位错密度的率无关晶体塑性本构模型结合周期性边界条件比较了晶体塑性中常用的平面应变假设与真实的三维模型在变形过程中的差异,其研究结果显示,使用平面应变假设的流动应力低于真实的三维变形情况,原因是二维的平面应变假设低估了平面外的滑移,造成总剪切应变低于三维情况,进而影响材料的硬化以及流动应力
作者的研究思路
第一步:确定可以反应宏观力学性能的最小晶粒个数,这主要通过多组不同取向的晶粒流动应力收敛情况进行判断,对于2d情况,作者认为使得RVE结果收敛于宏观响应的二维和三维的最小晶粒个数分别为225,125个
第二步:作者考虑了潜硬化为1.4,1和不考虑硬化三种情况下二维和三维轴向的流动应力,累计剪切,以及位错密度的比较,结果显示三维变形的累计剪切和位错密度的差异不受硬化情况的影响,且所有情况下三维模拟的结果总是高于平面应变情况,从流动应力的变化也可以看出,正是剪切滑移的差异导致了三维模拟结果于二维的差异
需要注意的是,作者为了使得二维于三维的变形特征尽可能接近,使用了多晶计算均匀化方法,即使用了规定的宏观变形梯度张量,约束节点位移保证了三维变形下平面外的变形梯度为0。这使得平局厚度方向应变为0,但单个晶粒依然可以在这个方向变形
启发:使用平面应变假设分析时可能会低估总的剪切情况,得到材料的变形特征低于真实的三维特征
感兴趣的小伙伴可以使用自己的晶体塑性程序,结合作者介绍的思路,进行类似的比较