基于Voronoi图理论的微体积成形数值建模及验证

数值模拟作为微塑性成形技术的核心方法之一,与实验相结合,能够减少工艺开发的时间和成本,具有经济和学术价值.文章基于Voronoi图理论,利用MATLAB和Python汇编语言建立了一种在ABAQUS软件中运行的多晶几何模型,对微塑性成形进行有限元建模和数值模拟,根据晶粒分布和取向特点以及表面层模型理论,修正宏观的Hall-Petch公式,建立了一种区域化本构模型,再利用所建立的几何模型和本构模型,通过有限元软件ABAQUS实现了微塑性成形的数值模拟.结果表明:三维多晶几何模型的数值模拟可以更真实地表现试样的晶粒形状,有限元多晶模型证实了尺度效应现象及晶粒分布的不均匀性;所建立的材料多晶几何模型和区域化本构模型具有一定的可靠性,提出的建模方法可用于分析微塑性成形过程的尺寸效应现象.