DEFORM-3D二次开发：探究点应力状态对金属材料塑性变形与断裂的影响

本文主要探讨了基于点应力状态的金属材料变形行为研究，发表于2013年的太原科技大学学报，由马向字、安红萍和赵晓东三位作者合作完成。论文的核心关注点在于理解材料变形和断裂过程如何受到材料本身的特性以及其所处的应力状态的深刻影响。 作者首先利用DEFORM-3D软件进行二次开发，以获取应力状态参数中的应力三维分量和罗德系数。这些参数对于评估材料在不同应力条件下可能的响应至关重要，因为应力三维分量可以直观反映各种应力状态对材料性能的影响，而罗德系数则有助于预测材料的断裂倾向和模式。通过模拟多种常见的塑性变形行为，研究人员观察了关键点的应力状态参数变化，以此来识别可能导致材料开裂的危险区域。 论文进一步阐述了材料断裂机制的三种类型：正拉断、剪切断裂和混合型断裂。正拉断的特点是断裂危险点通常位于应力场中应力三维分量最大值处，且塑性变形对孔洞的形成和发展影响较小，导致张开型（1型）的断裂模式。剪切断裂则包括孔洞成核和聚合，但由于塑性变形阻碍了孔洞的大量聚集，使得正拉断不易发生。起裂方向主要指向最大剪应力方向。 混合型断裂则发生在材料厚度或高度中心，初始孔洞在中心位置形成并扩展，随着孔洞向表面接近，应力状态参数会发生变化，此时塑性变形增强，可能导致孔洞进一步发展。这种断裂模式的形成是应力场和材料内在性质共同作用的结果。 本研究通过数值模拟和理论分析，深入探究了点应力状态对金属材料塑性变形和断裂行为的影响，为材料设计和失效分析提供了重要的理论支持。对于从事金属材料科学、工程及断裂力学领域的研究者来说，这是一项具有实用价值的研究成果。