我院万敏教授团队青年教师赵睿基于GTN模型开发了一种考虑尺寸效应和脉冲电流作用的韧性断裂准则🧜🏽‍♀️，相关研究成果以“The Modified GTN Model for Fracture of Nickel-Based Superalloys Considering Size Effect and Healing Effect in Pulsed Current Assisted Deformation”为题在国际塑性成形领域TOP期刊International Journal of Plasticity上在线发表👩🏽‍🦱。硕士研究生田昊为第一作者。

在高温合金薄壁毛细管成形过程中，对母材施加脉冲电流可以提高金属的塑性⚫️，延缓断裂的发生🚴‍♂️。一方面应变变形对微孔洞的生长有促进作用🏎，另一方面局部热压应力对金属内部微孔洞有愈合作用，考虑晶粒尺寸效应、电场激励作用等其他耦合因素，使得传统的GTN模型在脉冲电流辅助成形过程中难以准确预测断裂。为了解决这一问题🧘🏼‍♀️，团队引入了脉冲电流影响的孔洞体积分数，用来描述脉冲电流与金属微孔洞的耦合作用，提出了考虑脉冲电流愈合作用的孔洞体积分数演化模型，结合工业CT测量，采用有限元反辨识方法对GTN模型的参数进行了标定。将修正后的GTN模型通过VUMAT嵌入到Abaqus中，验证了模型的有效性🍲，模型开发及验证过程如图1所示🥋。该模型为高温合金在不连续能量场下的韧性断裂预测提供了一种新的方法🤽🏿‍♂️。

模型开发及验证过程

赵睿老师长期从事高超声速强预冷发动机先进制造技术研究，入选中国科协“青托”人才🙎🏽‍♂️，北航“青拔”人才👆，江西省鹰潭市委“鹰才计划”人才。主要研究方向为连续介质力学框架下多相合金外场辅助激励塑性本构、复杂相变合金冶金断裂机理、微纳薄膜传感结构及分子动力学模拟等🧚🏼。带领团队突破了高温合金薄壁毛细管材细晶拉拔工艺和密集阵列连接工艺👦🏻，获国家级奖励1项🤶🏻，省部级奖励1项🔰。

万敏教授带领的北航精密成形团队，在高温合金成形领域开展了外场辅助变形机理与断裂行为建模，外场激励晶体塑性理论等方面的系统研究，研究成果应用于难变形金属毛细管能场辅助成形等的研发中，促进了脉冲能场辅助成形-连接技术在航空航天🖕🏽、电子电路🧑‍💻🕵🏽、生物医疗等领域的应用🥴。