A stochastic crystal plasticity framework for deformation of micro-scale polycrystalline materials

Askari, Hesam; Maughan, Michael R.; Abdolrahim, Niaz; Sagapuram, Dinakar; Bahr, David F.; Zbib, Hussein M.

doi:10.1016/j.ijplas.2014.11.001

Cited by 37 publications

(17 citation statements)

References 42 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Во многих моделях использу-ется разделение дислокаций на различные типы (мобильные -иммобильные [34,41,42,43,44,68,76,98,99], статистически накопленные и геометрически необходимые [95]). …”

Section: исследования пластической деформации твердых тел на основе дunclassified

“…В статье [41] рассматривается модификация ранее предложенной авторами модели [42,76] для описания поведения поликристаллов от микро-до макромасштабов. Скорость сдвига и упрочнение кристалла рассчитываются исходя из скорости движения дислока-ций и скоростей их реакций.…”

Section: исследования пластической деформации твердых тел на основе дunclassified

See 1 more Smart Citation

Serrated Yielding: Crystal Viscoplastic Models

2017

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Трусов П.В., Чечулина Е.А. Прерывистая текучесть: модели, основанные на физических теориях пластичности // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2017. -№ 1. -С. 134-163. DOI: 10.15593/perm.mech/2017. Прерывистая текучесть как проявление неустойчивости пластического дефор-мирования обнаруживается в ряде металлов и сплавов в определенных диапазо-нах скоростей деформации и температур при различных нагружениях. Процессы неупругого деформирования и свойства поликристаллических материалов на мак-роуровне, как показывают многочисленные экспериментальные и теоретические исследования, существенным образом определяются состоянием эволюциони-рующей мезо-и микроструктуры материала. Для описания пластической неустой-чивости необходимо создание математических моделей, позволяющих учитывать самоорганизацию микроструктурных процессов, которые в конечном счете могут привести к спонтанному появлению локализации деформации.В статье (Трусов П.В., Чечулина Е.А. Прерывистая текучесть: физические механиз-мы, экспериментальные данные, макрофеноменологические модели // Вестник ПНИПУ. Механика. 2014. № 3. С. 186-232) был представлен краткий обзор работ, посвященных описанию физических механизмов и экспериментальных исследований прерывистой пластичности, рассмотрены также наиболее известные макрофеноменологические моде-ли. Однако для корректного описания пластической деформации и ее неоднородности, для учета наиболее значимых реальных физических механизмов, определяющих её и сопутствующих ей, необходимо изучать поведение материала на более низких, чем мак-роуровень, масштабных уровнях. Пластическая деформация обусловлена неоднородным (во времени и пространстве) движением элементарных носителей пластической дефор-мации -дислокаций. Дислокации и барьеры дислокационной (Ломера-Коттрелла, иммо-бильные дислокации) и недислокационной природы (облака примесных атомов, твердых частиц, выделений вторичной фазы и т.д.) позволяют описывать многоуровневые модели на мезо-и микроуровне.В настоящей статье предлагается краткий обзор теоретических работ, осно-ванных на физических теориях пластичности, посвященных описанию особенно-стей деформирования сплавов в температурно-скоростных диапазонах, в которых существенное влияние на поведение материалов оказывают диффузионные про-цессы. Особое внимание уделено описанию эффекта Портевена-Ле Шателье (ПЛШ), возникновение которого большинство авторов связывают с взаимодействи-ем дислокаций с атмосферами примесных атомов. © ПНИПУ Ключевые слова:обзор, эффект Портевена-Ле Шателье, прерывистая текучесть, деформационное старение, отрицательная чувствительность к скорости деформации, неустойчивость, конститутивные модели, многоуровневые модели, модели, основанные на физических теориях вязкопластичности, дислокационные модели.

show abstract

Section: исследования пластической деформации твердых тел на основе дunclassified

Serrated Yielding: Crystal Viscoplastic Models

2017

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In the modeling aspect of Mg and its alloys, many mechanics models are proposed such as a selfconsistent model with a local thermoelasto-viscoplastic behavior based on translated field techniques 15 (Mareau and Berbenni, 2014), a stochastic crystal plasticity model combining a Monte Carlo method with a continuum dislocation dynamics model (Askari et al, 2015), a multi-level constitutive model considering a combination of elasticity, slip and deformation twinning, derived by a two level homogenization scheme (Ardeljan et al, 2016), a generalized distortional hardening continuum model by assuming each part of dissipation non-negative (Shi et al, 2015), the crystal plasticity model for investigating the underlying de-20 formation mechanism upon two-step loading, focusing especially on the effect of twinning and detwinning activities (Hama et al, 2016), and the elastoplastic self-consistent (EPSC) polycrystal plasticity model, including a recently developed twinning-detwinning model for rare earth element containing Mg alloys at quasi-static and dynamic strain rates (Bhattacharyya et al, 2016).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Uniaxial stress-driven grain boundary migration in Hexagonal Close-packed (HCP) metals: Theory and MD simulations

Tang

Zhang

Zhou

et al. 2017

International Journal of Plasticity

View full text Add to dashboard Cite

“…Another framework retains the essential structure of the classical plasticity without any high-order stress, in which the strain gradient comes into play through the incremental plastic hardening modulus or a yield criterion. Relevant works include Acharya and Bassani (1995), Wang (2000, 2002a), Gao and Huang (2001), Abu Al-Rub and Voyiadjis (2006) and Askari et al (2015). With the strain gradient plasticity theories, size effect found in various micro-tests can be effectively predicted, such as the thin wire torsion and ultrathin beam bending (Fleck et al, 1994;Wang, 2000, 2002a;Huang et al, 2000;Gao and Huang, 2001;Mao et al, 2013;Bardella and Panteghini, 2015), the micro-and nano-indentation (Nix and Gao, 1998;Abu AlRub and Voyiadjis, 2006;Chen et al, 2007;Ouyang et al, 2010;Ma et al, 2012), compression of micropillars (Kiener et al, 2011;Zhang et al, 2014;Lin et al, 2016) as well as uniaxial compression and tension of particle-reinforced metal matrix composites (PMMC) (Fleck and Hutchinson, 1997;Chen and Wang, 2002b;Aghababaei and Joshi, 2011;Azizi et al, 2013;Legarth, 2015).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The coupling effect of size and damage in micro-scale metallic materials

Ban

Yao

Chen

et al. 2017

International Journal of Plasticity

View full text Add to dashboard Cite

a b s t r a c tIn order to characterize the deformation behavior accompanying damage of microstructures in micro-scale metallic materials, a new theoretical model is developed based on a low order strain gradient plasticity theory. Not only the size effect induced by strain gradient plasticity but also the one of microstructure damage induced by deformation is considered. The feature of the new theory includes two aspects: the strain gradient is taken as an internal variable to affect the tangential hardening modulus without the introduction of high-order stress or high-order boundary condition; both the elastic modulus and the involved intrinsic length are influenced by the microstructural damage. Two commonly used samples with size effect in micro-scales, i.e., the thin wire torsion and the ultra-thin beam bending, are re-analyzed with the new model. It is found that stiffness of the micro-scale material is gradually reduced along with the increasing deformation and the theoretical prediction is consistent well with the existing experimental data. All the results demonstrate that the present theory should be a promising way for predicting the mechanical behavior of a more complex system, for example, the micro-particle reinforced metal matrix composite and the recent-hot-studied nano-crystallized gradient materials.

show abstract

A stochastic crystal plasticity framework for deformation of micro-scale polycrystalline materials

Cited by 37 publications

References 42 publications

Serrated Yielding: Crystal Viscoplastic Models

Serrated Yielding: Crystal Viscoplastic Models

Uniaxial stress-driven grain boundary migration in Hexagonal Close-packed (HCP) metals: Theory and MD simulations

The coupling effect of size and damage in micro-scale metallic materials

Contact Info

Product

Resources

About