金属玻璃基复合材料率敏感性变形行为的数值模拟

摘要：

基于已有的块体金属玻璃基复合材料(BMGCs)在室温准静态不同应变速率加载下的实验研究,拟运用有限元软件ABAQUS对BMGCs的率敏感性变形行为进行数值模拟研究,并将模拟结果与实验结果进行对比,验证有限元模型的合理性.金属玻璃基体和增韧相的本构模型分别采用自由体积模型和各向同性双线性Cowper-Symonds模型.将自由体积模型编写成用户材料子程序(UMAT),在有限元计算过程中调用该子程序来描述金属玻璃基体的变形行为,并利用von-Mises等效剪切塑性应变表征剪切带的萌生和扩展.然后分别假定增韧相表现率效应和不表现率效应,在这两种情形下进一步讨论不同应变率加载时复合材料中等效塑性应变的分布以及剪切带的萌生和演化规律,探讨BMGCs的率敏感性变形行为以及失效机理.结果 表明:(1) BMGCs的率敏感性由基体和增韧相的率敏感性共同决定;(2)不管增韧相是否表现率效应,当应变速率越大时,BMGCs基体内剪切带扩展得越快,复合材料越容易发生破坏;(3)相比于增韧相不表现率效应,当增韧相表现率效应时复合材料的宏观塑性变形能力得到提升.

关键词：金属玻璃、复合材料、率敏感性、有限元模拟、剪切带

所属期刊栏目：32

分类号：TB115(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金面上项目11372259

在线出版日期：2019-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：43-51