2018年先进结构材料实验设计与计算模拟论坛学术报告视频--肖伯律

“2018 先进结构材料实验设计与计算模拟论坛” 于12月14-16日在北京召开，会议由北京航空航天大学、材料新技术发展研究会主办，清华大学等高校协办，会议聚焦先进结构材料实验设计、材料计算与模拟的最新进展，邀请众多国内外知名专家开展多角度，战略性和前瞻性研究的交流，旨在促进先进结构材料实验设计与计算模拟领域的大力发展。

图|肖伯律教授

题目：金属基复合材料塑性加工成形研究

报告人：肖伯律

单位:  沈阳材料科学国家研究中心

时间：2018年12月14日-16日

地点：中国-北京

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报告摘要

陶瓷颗粒赋予金属基复合材料（MMC）超越传统金属的比强度和比模量、抗疲劳、耐磨损性能，同时使其具有单一材料难以兼具的高导热、低热膨胀性能，以及耐腐蚀、耐冲击和辐射屏蔽等特性，从而可满足国家重大工程对轻量化、高性能材料的迫切需求。然而，大量陶瓷颗粒的添加大大降低 了MMC 的变形加工性能，并显著增加了组织与缺陷的控制难度，这成为制约 MMC 广泛工程应用的主 要瓶颈。 我们结合实验与模拟仿真对MMC 的变形加工行为进行了细致研究。首先，通过改进数据处理方法，提高了应力-应变速率拟合精度；随后以Murty 动态材料模型建立了加工图，并与流变应力温度敏感 系数比对，指出变形量对加工图预测精度的影响。进一步建立了复合材料流变本构模型，以有限元 模拟变形加工过程中的主应力变化，通过 Gurson-Tvergaard-Needleman 损伤模型构建了损伤场，指出轧制、自由锻等变形加工时裂纹形成最敏感的参数依次为单次变形量、速度、润滑条件。其次， 通过随机切割多面体和连续随机吸收计算，构建出精度和模型尺寸显著优于传统金相切片等方法的三维数字复合材料模型。由此，采用宏观有限元模拟的等效应变场，引入微观模型进行多尺度热力耦合模拟，获得了与真实锻件金相解剖结果吻合良好的颗粒分布模型。微观模型代表体元（RVE）通过均匀化计算，还可对复合材料力学性能、热物理性能进行准确拟实，由此发展出复合材料仿真设计新方法。这些研究为MMC 组织与性能的可靠、精确调控提供了理论依据，并为 MMC 大型构件的高效、绿色加 工制造奠定了基础。所研发的大尺寸铝基复合材料薄板、大型锻件、复杂异型材为国家“载人航天 与探月工程” 、“高分辨率对地观测系统”、 “先进压水堆及高温气冷堆核电站”等重大工程型号的研 制提供了有力支持。

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个人简介

肖伯律，中国科学院金属研究所研究员。科技部中青年创新领军人才，主从事金属基复合材料制备与 成形加工、搅拌摩擦焊接研究。承担国家重点研发计划课题等项目 10 余项。发表 SCI 收录论文 130 余篇，SCI 他引 2300 余次，成果率先应用于航天领域、核电领域关键型号。

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