تحلیل چندمقیاسی تغییر شکل سیکلی آلیاژ نورد گرم‌شده منیزیم az31 با بهره‌گیری از تئوری‌های کریستال پلاستیسیته اجزای محدود و همگن‌سازی محاسباتی

در این پژوهش مدلی چندمقیاسی برای شبیه‌سازی رفتارهای سیکلی آلیاژ نورد گرم‌شده منیزیم az31 ارایه می‌شود. مدل ارایه‌شده قادر است لغزش، تویینینگ و بازگشت تویینینگ را به‌درستی شبیه‌سازی نماید. ساختار نظری پژوهش از ترکیب دو تئوری کریستال پلاستیسیته اجزای محدود و همگن‌سازی محاسباتی تشکیل شده است. کلیه معادلات کریستال پلاستیسیته در قالب سابروتین مادی umat پیاده‌سازی شده‌اند. ورق پلی‌کریستال ماده از طریق تولید المان حجمی معرف (rve) بازتولید شده است و شرایط مرزی پریودیک روی وجوه آن اعمال شده است. شبیه‌سازی‌های سیکلی در دو سیکل به‌ازای بارگذاری فشاری کششی در راستای جهت نورد اعمال شده و مساله در مقیاس ماکروسکوپیک توسط حلگر اجزای محدود آباکوس حل شده است. نتایج در تطابق بسیار خوب با منحنی‌های تجربی است و مدل ارایه‌شده قادر است، مشخصه‌های منحنی‌های تجربی مانند عدم تقارن در کشش و فشار، مقادیر تنش بیشینه کششی و فشاری، تویینینگ و بازگشت تویینینگ را به‌درستی شبیه‌سازی نماید.

Multiscale Modeling Of Cyclic Plastic Deformation of Magnesium Alloy AZ31 Using Crystal Plasticity Finite Element Method and Computational Homogenization

In the present research, a multiscale method based on crystal plasticity finite element method and computational homogenization is proposed to simulate monotonic and cyclic plastic deformation of a highly textured rolled magnesium alloy AZ31. All active deformation mechanisms including slip, twinning as well as detwinning have been simulated in the model through user material subroutine in ABAQUS (UMAT). All representative volume elements have been constructed, synthetically. Polycrystal laminate has been reproductive by representative volume element (RVE) and periodic boundary conditions have been applied on the RVE faces. For cyclic validations, uniaxial compressiontension along extrusion direction has been applied for 2 loading cycles and the problem at the macroscopic scale has been solved by the ABAQUS finite element solver. The results are in good accordance with the experimental curves and the proposed model can accurately predict all cyclic behavior characteristics like asymmetry in a stressstrain curve due to alternating twinningdetwinning, tensile and compressive peak stresses, twinning and detwinning.