金属各向异性拉伸破坏应变局部化理论：应用于高强度铝合金

铝合金的各向异性源于制造过程。挤压型材、轧制板和塑性成型结构部件总是表现出各向异性，但各向异性的强度是变化的。其屈服和塑性流动的塑性各向异性主要受晶体结构控制。

本文主要研究塑性各向异性对高强度铝合金拉伸塑性的影响，具体来说，研究了铝合金AA7075−T651的各向异性失效在何种程度上归因于塑性各向异性。为此，在各向异性塑性模型中进行了不同材料拉伸试验的有限元模拟。在这种合金上进行的平滑和缺口拉伸试验来进行金属塑性的各向异性模型的模拟。从这些样本的临界截面提取的变形梯度的局部变化用于一系列缺陷分析。使用缺陷方法的应变局部化分析预测和理解各向异性失效，主要是通过散点图外的各向异性塑性模型和散点图内的各向异性版本的Gurson模型将这些模拟的应力和应变用于带缺陷散点图方法的局部化分析中，带内的缺陷由空隙成核颗粒的体积分数表示。

Fig.2.Overview of the specimens used in the experimental study：a)smooth specimen,b)R2 specimen(notch radius is 2 mm)and c)R08 specimen(notch radius is 0.8 mm).All measures are in mm.The finite element meshes used in the subsequent numerical simulations are also shown.

结果表明，所提出的基于均匀化微观结构的模拟方法能够预测在轧制板的平面中观察到的各向异性延伸失效。而且，在光滑样品中观察到的各向异性失效也得到了很好的预测，在缺口标本中对失效的预测也十分准确。同时实验中观察到的合金的拉伸延方向的依赖性可以被该方法准确预测(文中Fig 2.)。数值研究也表明了，塑性各向异性在确定这种高强度铝合金的各向异性拉伸塑性方面起着重要作用。