本发明专利技术提供了一种循环塑性分析方法、装置、电子设备及可读存储介质，涉及金属结构技术领域，包括：读取前一循环塑性过程的前一内部状态变量；通过位错阱模型基于前一内部状态变量预测第一隧穿剪切应变以及确定前一运动硬化模量；确定当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变；如果确定隧穿状态收敛，则基于前一运动硬化模量确定应力应变关系；将当前内部状态变量和应力应变关系作为当前循环塑性过程的循环塑性分析结果，并继续确定下一循环塑性过程的循环塑性分析结果。本发明专利技术设计了独特的位错阱模型以针对循环塑性过程中的运动硬化进行分析，能够基于微观参数表征循环塑性过程中的运动硬化行为，提高了循环塑性分析方法的适用性。用性。用性。
【技术实现步骤摘要】
循环塑性分析方法、装置、电子设备及可读存储介质
[0001]本专利技术涉及金属结构
，尤其是涉及一种循环塑性分析方法、装置、电子设备及可读存储介质。
技术介绍
[0002]运动硬化在各种金属的循环变形中被普遍观察到，而该现象在根源上与载荷循环过程导致的内应力以及位错结构的变化有关。在多晶中，运动硬化主要是由于极化位错在晶界前的积累，而在单晶中则是由极化位错胞壁结构来解释。由于运动硬化与包辛格效应、循环硬化/软化、平均应力松弛、屈服面演化、非比例硬化和棘轮效应广泛相关，因此在连续介质力学中循环塑性变形的本构建模中起着重要作用。因此，在进行金属的循环塑性分析时，需要对其运动硬化效应进行准确描述。
[0003]目前常使用的Ohno
‑
Wang模型以及Armstrong
‑
Frederick模型虽然经过了时间的检验，具有相对较高的准确性，但是，这一类的循环塑性模型只都是唯像的，仅对表象的塑性应变进行了考量，无法和微观形变相结合，微观的仿真、实验结果无法在传统模型上得到体现，做到跨尺度搭接，存在一定的使用限制。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种循环塑性分析方法、装置、电子设备及可读存储介质，设计了独特的位错阱模型以针对循环塑性过程中的运动硬化进行分析，能够基于微观参数表征循环塑性过程中的运动硬化行为，提高了循环塑性分析方法的适用性。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种循环塑性分析方法，包括：
[0006]在当前循环塑性过程中，读取前一循环塑性过程的前一内部状态变量；其中，所述前一内部状态变量至少包括前一总剪切应变和前一塞积剪切应变；
[0007]通过预先配置的位错阱模型，基于所述前一总剪切应变和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变；以及，通过所述位错阱模型，基于所述前一塞积剪切应变确定所述前一循环塑性过程的前一运动硬化模量；
[0008]确定所述当前循环塑性过程的当前内部状态变量，并基于所述当前内部状态变量确定所述当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变；
[0009]如果基于所述第一隧穿剪切应变和所述第二隧穿剪切应变确定所述当前循环塑性过程的隧穿状态收敛，则基于所述前一运动硬化模量确定所述当前循环塑性过程的应力应变关系；
[0010]将所述当前内部状态变量和所述应力应变关系作为所述当前循环塑性过程的循环塑性分析结果，并继续基于所述当前循环塑性过程的所述当前内部状态变量确定下一循环塑性过程的循环塑性分析结果，直至满足预设迭代停止条件。
[0011]在一种实施方式中，通过预先配置的位错阱模型，基于所述前一总剪切应变和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变，包括：
[0012]确定所述前一总剪切应变对应的总剪切应变率；以及基于材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离和预设临界距离确定绝对塞积应变容限；
[0013]通过所述位错阱模型，基于所述总剪切应变率、所述绝对塞积应变容限和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率，并根据所述隧穿剪切应变率确定所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变。
[0014]在一种实施方式中，基于材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离和预设临界距离确定绝对塞积应变容限，包括：
[0015]将材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离与预设临界距离的和值的倒数，与预设常数之间的乘积，确定为绝对塞积应变容限。
[0016]在一种实施方式中，通过所述位错阱模型，基于所述总剪切应变率、所述绝对塞积应变容限和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率，包括：
[0017]按照如下公式预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率：
[0018][0019][0020]其中，为隧穿剪切应变率，s
+
、s
‑
为绝对塞积应变容限，γ
imp
为前一塞积剪切应变，为总剪切应变率，H为单位阶跃函数。
[0021]在一种实施方式中，通过所述位错阱模型，基于所述前一塞积剪切应变确定所述前一循环塑性过程的前一运动硬化模量，包括：
[0022]根据所述前一塞积剪切应变的奇对称函数，确定所述前一循环塑性过程的前一运动硬化模量。
[0023]在一种实施方式中，确定所述当前循环塑性过程的当前内部状态变量，包括：
[0024]确定所述当前循环塑性过程的总剪切应变增量，并将所述总剪切应变增量与所述前一总剪切应变的和值，作为所述当前循环塑性过程的当前总剪切应变；
[0025]以及，获取所述当前循环塑性过程的塞积位错密度，将所述塞积位错密度、位错运动的博格斯矢量长度、位错运动的平均自由程的长度的乘积，作为所述当前循环塑性过程的当前塞积剪切应变；
[0026]将所述当前总剪切应变和所述当前塞积剪切应变，作为所述当前循环塑性过程的当前内部状态变量。
[0027]在一种实施方式中，基于所述当前内部状态变量确定所述当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变，包括：
[0028]将所述当前总剪切应变与所述当前塞积剪切应变的差值，作为所述当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变。
[0029]第二方面，本专利技术实施例还提供一种循环塑性分析装置，包括：
[0030]前一变量读取模块，用于在当前循环塑性过程中，读取前一循环塑性过程的前一内部状态变量；其中，所述前一内部状态变量至少包括前一总剪切应变和前一塞积剪切应变；
[0031]第一应变确定模块，用于通过预先配置的位错阱模型，基于所述前一总剪切应变和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变；以及，通过所述位错阱模型，基于所述前一塞积剪切应变确定所述前一循环塑性过程的前一运动硬化模量；
[0032]第二应变确定模块，用于确定所述当前循环塑性过程的当前内部状态变量，并基于所述当前内部状态变量确定所述当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变；
[0033]应力应变关系确定模块，用于如果基于所述第一隧穿剪切应变和所述第二隧穿剪切应变确定所述当前循环塑性过程的隧穿状态收敛，则基于所述前一运动硬化模量确定所述当前循环塑性过程的应力应变关系；
[0034]塑性分析模块，用于将所述当前内部状态变量和所述应力应变关系作为所述当前循环塑性过程的循环塑性分析结果，并继续基于所述当前循环塑性过程的所述当前内部状态变量确定下一循环塑性过程的循环塑性分析结果，直至满足预设迭代停止条件。
[0035]第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
[0036]第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种循环塑性分析方法，其特征在于，包括：在当前循环塑性过程中，读取前一循环塑性过程的前一内部状态变量；其中，所述前一内部状态变量至少包括前一总剪切应变和前一塞积剪切应变；通过预先配置的位错阱模型，基于所述前一总剪切应变和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变；以及，通过所述位错阱模型，基于所述前一塞积剪切应变确定所述前一循环塑性过程的前一运动硬化模量；确定所述当前循环塑性过程的当前内部状态变量，并基于所述当前内部状态变量确定所述当前循环塑性过程的第二隧穿剪切应变；如果基于所述第一隧穿剪切应变和所述第二隧穿剪切应变确定所述当前循环塑性过程的隧穿状态收敛，则基于所述前一运动硬化模量确定所述当前循环塑性过程的应力应变关系；将所述当前内部状态变量和所述应力应变关系作为所述当前循环塑性过程的循环塑性分析结果，并继续基于所述当前循环塑性过程的所述当前内部状态变量确定下一循环塑性过程的循环塑性分析结果，直至满足预设迭代停止条件。2.根据权利要求1所述的循环塑性分析方法，其特征在于，通过预先配置的位错阱模型，基于所述前一总剪切应变和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变，包括：确定所述前一总剪切应变对应的总剪切应变率；以及基于材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离和预设临界距离确定绝对塞积应变容限；通过所述位错阱模型，基于所述总剪切应变率、所述绝对塞积应变容限和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率，并根据所述隧穿剪切应变率确定所述当前循环塑性过程的第一隧穿剪切应变。3.根据权利要求2所述的循环塑性分析方法，其特征在于，基于材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离和预设临界距离确定绝对塞积应变容限，包括：将材料点在滑移方向上距离最近的晶界的距离与预设临界距离的和值的倒数，与预设常数之间的乘积，确定为绝对塞积应变容限。4.根据权利要求2所述的循环塑性分析方法，其特征在于，通过所述位错阱模型，基于所述总剪切应变率、所述绝对塞积应变容限和所述前一塞积剪切应变，预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率，包括：按照如下公式预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率：按照如下公式预测所述当前循环塑性过程的隧穿剪切应变率：其中，为隧穿剪切应变率，s
+
、s
‑
为绝对塞积应变容限，γ
imp
为前一塞积剪切应变，为总剪切应变率，H为单位阶跃函数。5.根据权利要求1所述的循环塑性分析方法，其特征在于，通过所述位错阱模型，基于所述前一塞积剪切应变确定所述前一循环塑...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩世伟，李睿智，谢彬，石多奇，杨晓光，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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