报告题目：对金属材料剪切带的模拟

主讲嘉宾: 贾楠 教授（东北大学）

活动时间: 12月18日 (周五) 14:00—16:00

地点: 师昌绪楼403会议室

报告简介：

　　在大形变下，金属材料除开动常规的位错、孪晶外,还可能发生剪切带变形。基于统计平均思想计算材料宏细观力学行为以及织构演化的数值模型难以对此类具有复杂形变结构的金属变形进行准确模拟，因此，作者通过参考非晶态材料发生剪切带变形的物理机制，即剪切带的开动不遵循晶体学位错或孪生特征系统上的开动规律而是受材料的瞬态应力场决定，将“非晶体学”剪切带机制引入有限元模型，开发了目前国际领先的晶体塑性有限元-剪切带模型。通过把非晶体学剪切带机制引入低层错能fcc金属的形变过程，实现了对具有复杂形变方式的金属轧制织构(随着形变量增大,织构由铜型向黄铜型转变)较为准确的预测。此外，还研究了多种取向低层错能金属单晶体在形变中的剪切带行为和晶粒取向演化。结果显示，与初始取向为高斯和立方的晶粒相比，铜取向和黄铜-R取向的晶粒内部更容易开动剪切带，从而导致后者局部应变高度集中（真应变高达3.5）并过早失效；模拟得到的剪切带形貌与实测结果完全吻合。这一成果揭示了常规实验手段无法获得的材料内部应力、应变的不均匀分布，因此可为形变合金的设计提供有力的理论指导。最后，研究被拓展到对包含有异质界面的双相金属材料的剪切带和织构演化的研究。以包含异质界面的亚微米层状金属基复合材料（铜-银合金）为模型材料，采用晶体塑性有限元模拟研究了应力载荷下金属复合材料剪切带的演变过程。结果表明：在复合材料中两相界面处应力集中引起的剪切带开动是双相相互协调变形的重要机制；剪切带内部的应变值比整体样品承受的应变高近100倍；剪切带在各相中的演化过程与单相金属以及其近邻相的机械性能密切相关。

报告人简介：

　　贾楠，东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室教授。于2003年和2008年分别获东北大学材料学专业学士和博士学位，2010年入选德国“洪堡学者”，2013 年入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”。在SCI期刊上发表学术论文30余篇，其中以第一或通讯作者在《Acta Mater.》发表8篇。主要研究成果包括：1. 基于原位中子衍射技术对多种双相钢在承载过程中晶格应变的表征，发展了适用于双相合金各向异性微观应力状态模拟的自洽模型。该模型考虑了双相合金内部的热残余应力，初始晶粒取向，不同取向晶粒之间、两相之间的相互作用，以及各相的织构演化，可准确地对形变双相各向异性材料的宏观与多维微观应力分布做出模拟;  2. 基于国际领先的晶体塑性有限元模拟平台,在国际上首次将非晶态材料中的“非晶体学”剪切带机制引入对低层错能面心立方金属形变过程的模拟研究，由此实现了对具有复杂形变微观结构金属的织构演化及其宏细观力学行为的准确预测。该成果丰富了多晶体材料发生剪切带变形方面的理论，并为准确理解和评估金属及合金的机械行为奠定了基础。作为项目负责人承担国家自然科学基金项目2项，教育部和辽宁省项目5项。

　　欢迎所内青年职工和研究生踊跃参加!