IJP：尺寸响应对高温合金超薄板循环变形行为的影响：表征和多尺度模型

高温合金超薄板具有高强度、优异的抗氧化性、耐腐蚀性和疲劳性能，其薄壁部件在航空发动机中占有相当大的比例。在航空发动机薄壁零件的微成形过程中，高温合金超薄板在复杂的载荷状态下经常发生变形，并表现出明显的回弹。然而，高温合金超薄板在微成形过程中的成形规律和回弹规律并不明确，并且常常受到尺寸效应的影响。此外，现有的非线性随动硬化模型不能准确预测高温合金超薄板的变形和回弹。

为了解决这一问题，北航大学机械工程与自动化学院的He等人进行了循环剪切试验，以系统地研究循环加载状态下高温合金超薄板的尺寸效应对Bauschinger效应、永久软化、瞬态硬化和加工硬化停滞的影响。通过微观结构演化结合表面层效应，系统地揭示了尺寸效应对循环力学响应的机理。此外，基于Y-U模型和尺寸效应，提出了一种新的多尺度循环硬化模型。通过模拟循环力学响应与尺寸效应之间的关系，建立了耦合表面层效应和晶界强化效应的多尺度循环硬化模型。在剪切应力-应变曲线表征效果方面，原始Y-U模型和新提出的模型之间的比较表明，所提出的循环硬化模型能够准确地呈现循环变形行为。为了进一步验证所提出的循环硬化模型的预测能力，通过所提出的模型结合弹性模量的降低和Yld2000-2d屈服准则，预测了高温合金超薄板在U形弯曲试验和密封圈液压成形中的回弹行为，并将预测结果与实验结果进行了比较。对比研究表明，所提出的循环硬化模型能够准确描述尺寸效应对高温合金超薄板的循环变形行为和回弹的影响。