第2章晶体塑性本构关系及计算方法

金属材料大多是众多晶粒通过界面连接而成的块状物质。以微观角度来看金属的微结构和微观力学性质都很不均匀。目前人们对金属力学行为的分析是采用建立在连续介质力学理论基础上的方法，多晶材料在晶粒尺度下的力学性质对材料宏观力学行为的影响在经典力学理论中没有考虑。而金属材料塑性变形的微观物理机制主要方式是晶粒内大量位错在应力驱动下运动，使得在易于滑动的原子密排面上沿密排方向产生滑移。这种变形机制已经得到了实验的证实，图2-1中显示了多晶纯铜在拉伸过程中试样表面的滑移痕迹，即滑移带。材料的宏观变形是众多晶粒滑移变形的集合，其变形规律与材料内部晶粒的变形方式密切相关，因此，采用反映材料细观变形模式的晶体塑性本构关系来研究金属材料的塑性变形是必要且合理的。通过在晶粒尺度的细观分析，可以描述材料在变形过程中微结构的演化和屈服面演化等材料的力学特性。