材料动态响应的多尺度数值模拟研究

本项目通过对具有复杂微结构的镁合金材料进行系统的动态冲击试验。探明影响镁合金材料宏观性能的显微结构、夹杂、缩孔和结晶过程析出相等的形貌、尺寸及其分布。为了获得微细观材料各组分相的材料性能参数，对纯镁试件进行系统的力学试验获得镁基体的机械性能,对镁合金各组分相进行显微测试,利用混合物理论获得镁合金夹杂的机械性能。针对微细观各组分相的形貌、尺寸及机械性能分别建立椭球、球体、片状、团絮状的有限元模型,通过数值方法建立复杂微结构跨微观、细观与宏观弹塑性多尺度力学分析模型,实现不同尺度之间的信息传递和嵌套耦合,获得宏观、细观、微观相关力学性能参量，揭示镁合金变形与破坏的多尺度效应。复杂微结构镁合金变形与破坏多尺度模型及其数值分析方法的建立不仅对于发展我国经济、轻型与低能耗的下一代汽车有重要意义，也为材料微结构的设计及改性、开发具有优越的高强韧材料及材料科学的定量化等方面开辟一条新路。