论文标题：A new modeling approach for stress–strain relationship taking into account strain hardening and stored energy by compacted graphite iron evolution

期刊： Frontiers of Mechanical Engineering

作者：Jiahui NIU, Chuanzhen HUANG, Zhenyu SHI, Hanlian LIU, Zhengyi TANG, Binghao LI, Zhen CHEN, Guoyan JIANG

发表时间： 15 Dec 2023

DOI：10.1007/s11465-023-0761-3

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本篇研究论文发表于《Frontiers of Mechanical Engineering》2023年18卷第4期，题为“A new modeling approach for stress–strain relationship taking into account strain hardening and stored energy by compacted graphite iron evolution”。文章聚焦蠕墨铸铁（CGI）应力-应变关系建模，提出一种新方法，该方法纳入CGI微观结构演变引发的应变硬化效应与储存能，旨在精准表征其力学行为。蠕墨铸铁凭借高抗拉强度、弹性模量及疲劳强度，成为柴油机缸体缸盖优选材料，能满足节能减排需求。然而，其塑性变形中微观结构演变对流动应力的影响尚不明确。研究以RuT450（GJV450）级蠕墨铸铁为对象，通过准静态、高温及动态压缩实验，结合电子背散射衍射（EBSD）技术与有限元模拟，分析应变、应变速率、变形温度对石墨形态及珠光体基体微观结构的影响，测量石墨颗粒圆度与分形维数，计算不同变形条件下的几何必需位错（GNDs）密度与储存能。结果显示，应变、应变速率升高会使低角度晶界比例、GNDs密度及储存能增加；变形温度升高时，低角度晶界比例与GNDs密度先降后升，储存能变化趋势与之一致。基于储存能建立应力-应变关系模型，模型预测结果与实验结果吻合度高，证实储存能演变可有效表征蠕墨铸铁加工硬化效应，精准预测其应力-应变关系。该研究为理解蠕墨铸铁塑性变形机制提供关键参考，也为其在柴油机等领域的应用及相关数值模拟提供可靠的本构模型支撑。

关键词

应力-应变关系；微观结构演变；储存能；应变硬化；石墨形态

引用

Jiahui NIU（牛佳慧）, Chuanzhen HUANG（黄传真）, Zhenyu SHI（史振宇）, Hanlian LIU（刘含莲）, Zhengyi TANG（汤正义）, Binghao LI（李炳豪）, Zhen CHEN（陈震）, Guoyan JIANG（江国焱）. A new modeling approach for stress–strain relationship taking into account strain hardening and stored energy by compacted graphite iron evolution. Front. Mech. Eng., 2023, 18(4): 45

https://doi.org/10.1007/s11465-023-0761-3

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