本报讯 镁合金是迄今已知最轻的金属结构材料，镁合金结构件在服役过程中不可避免地承受循环载荷而发生疲劳失效。力学与土木工程学院郭晓倩副教授与美国田纳西大学、加拿大麦克马斯特大学及南京工业大学的研究人员合作，采用考虑孪生与退孪生行为的弹粘塑性自洽（EVPSC-TDT）模型模拟了AZ31镁合金沿RD方向应变幅值为±2%条件下的低周疲劳行为，通过对比实验测得的应力-应变曲线、峰值应力和孪生体积分数等验证模型的有效性。
此外，该研究首次预测了镁合金全周期疲劳过程中晶格应变演化规律，并结合中子衍射实验结果，揭示了镁合金循环变形中的孪生-退孪生行为及循环硬化机理。研究还发现在疲劳循环过程中，最大孪晶体积分数随疲劳循环次数呈现出“先增加-后减小-再增加”的变化趋势。这一发现纠正了先前认为最大孪晶体积分数在初始阶段增加-后期趋于饱和的观点。基于模拟结果对循环硬化机理也提出了新的见解：压缩阶段的循环硬化主要与不可逆位错导致的孪晶界固化和残余孪晶的产生相关，而滑移与孪晶的相互作用是引起拉伸阶段循环硬化的主要原因。该成果以题为“Crystal plasticity modeling of low-cycle fatigue behavior of an Mg-3Al-1ZnLalloy based on a model, including twinningn and detwinning nmechanisms”发布在国际固体力学领域旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids（力学类TOP期刊,L中科院一区，IF=5.951）上。
（郭晓倩）