变形梯度塑性有限元框架及其在薄箔弯曲中的应用

变形梯度塑性有限元框架及其在薄箔弯曲中的应用

Emilio Martínez-Pañeda, Christian F. Niordson, Lorenzo Bardella

国际固体与结构杂志

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020768316301081

(预印本可于www.empaneda.com）

提出了一种研究小尺度金属塑性的通用有限元框架。被收养的明显特征失真梯度塑性公式，与应变梯度塑性理论，是塑性自旋的本构包含，由Gurtin(2004)通过自由能依赖于Nye的位错密度张量的公式提出。所提出的数值方案是通过遵循和扩展Fleck和Willis(2009)建立的数学原理而发展起来的。在弯曲条件下的薄金属箔的建模揭示了塑料剪切应变和自旋的显著影响，这是由于与允许位错退出体的高阶边界条件相关的机制。如果模型中包括粘塑性或各向同性硬化，则这种机制会导致弯矩与曲率方面的意外力学响应，这取决于箔的长度。为了研究耗散高阶应力的影响，本文还研究了非比例载荷作用下的力学响应。