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摘要：本发明涉及一种可控加载路径的宏微观混合断裂数据生成方法，其包括以下步骤，步骤一：获取目标材料的材料特性，建立晶体塑性几何模型；步骤二：对晶体塑性几何模型施加边界条件；步骤三：测定晶体塑性几何模型的应力与应变关系；步骤四：确保静力学模型应力三轴度和洛德角参数不变；步骤五：获得动力学条件下晶体塑性几何模型的断裂数据。本发明通过创建代表性体积元，生成晶体塑性模型，建立晶体模型力学等价关系，保证应力三轴度和洛德角参数可控，获取可视化断裂数据；本发明克服了实验条件下断裂数据获取困难的问题，为下一步模拟和实验分析提供可靠的数据来源支持，通过断裂数据用于研究微观形貌对材料断裂的影响，进而优化材料加工过程。

主权项：1.一种可控加载路径的宏微观混合断裂数据生成方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1：获取目标材料的材料特性，建立晶体塑性几何模型；通过电子背散射衍射的材料表征手段，对目标材料进行检测，获取目标材料的相组成，晶体取向，滑移系特征，生成对应的外部文件，并建立晶体塑性几何模型，进行网格划分；步骤2：对晶体塑性几何模型施加边界条件；获取步骤1生成的晶体塑性几何模型，对生成的晶体塑性几何模型施加周期性边界条件使其满足塑性变形中的连续性和协调性条件；步骤3：测定晶体塑性几何模型的应力与应变关系；在动力学模型下，根据材料各向异性，获取晶体塑性几何模型的各向异性参数，如下式所示： 式中：表示等效应力；σ1、σ2、σ3分别表示空间坐标系下x、y、z三个坐标方向的主应力；M为物性参数；f表示第一各向异性参数；g表示第二各向异性参数；h表示第三各向异性参数；l表示第四各向异性参数；m表示第五各向异性参数；n表示第六各向异性参数；并将各向异性参数作为材料属性代入静力学模型，保证动力学和静力学两种模型下的力学等价；步骤4：确保静力学模型应力三轴度和洛德角参数不变；步骤41：获得晶体塑性几何模型的应力比；步骤42：确定状态参数，推导约束方程；所述状态参数包括应力三轴度η和洛德角参数μ；通过保持变形过程中的应力比，即保证ρ11，ρ33不变；ρ12在变形过程中保持恒定，则变形过程中的应力状态参数将保持不变，由此能够推导出约束方程如下所示： 式中：表示N1在空间坐标系x方向的位移；表示M1在空间坐标系x方向的位移；a表示模型边长；表示M2在空间坐标系y方向的位移；表示N2在空间坐标系y方向的位移；表示N3在空间坐标系z方向的位移；表示M3在空间坐标系z方向的位移；N1表示第一弹簧自由端；N2表示第二弹簧自由端；N3表示第三弹簧自由端；M1表示第一弹簧控制点；M2表示第二弹簧控制点；M3表示第三弹簧控制点；步骤43：采用节点模式，根据步骤42得到的约束方程，能够确定第一节点变量JDOFZ，第二节点变量AZ和第三节点变量UE，其中Z表示节点编号；按照节点自由度原则能够得到变量JDOFZ；对约束方程的Z自由度求偏导数得到的表达式即得到变量AZ；在计算过程中被排除的自由度的总和得到变量UE；使晶体塑性几何模型沿三维空间轴向的应力满足约束关系，以控制应力三轴度和洛德角参数保持不变；步骤5：获得动力学条件下晶体塑性几何模型的断裂数据；步骤51：在静力学模型中，弹簧自由端加载，提取控制点的位移信息，并将其作为边界条件施加到动力学模型对应角点位置，从而实现动力学条件下晶体塑性几何模型变形过程中应力三轴度和洛德角参数保持恒定；步骤52：在动力学模型中，通过VUMAT子程序获取数据库内晶体塑性几何模型的晶体取向、滑移系，以重构织构；根据材料各向异性，计算模块对晶体塑性变形进行有限元计算，并获得晶体塑性几何模型的断裂数据。

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百度查询： 燕山大学 可控加载路径的宏微观混合断裂数据生成方法