Computer simulation of the effect of grain size on the properties of polycrystalline specimens by finite element method

On the basis of the data of single crystal deformation and the characteristics of polycrystal deformation, the deformation of a set of polycrystals with special orientations and special arrangement of grains were simulated in this paper to investigate the effect of grain size on the plastic deformation of grains and the stress distribution in polycrystals, particularly near grain boundary. The results obtained indicate that the relation of the true stress and grain size is according with the well known empirical relation σ = σ0(ϵ) + κ(ϵ)d−12 and it is found that the results by computer are a complement of experimental data. The κ(ϵ) and σ0(ϵ) values, vary with the true strain. The polycrystal strengthening is mainly due to the contribution of the work hardening and the grain boundary rim (complex slip rim) which varies with gain size and true strain. The presence of grain boundary makes the stress near grain boundary markly up or down depending on orientation of grain and orientation difference between adjacent grains. A partir des résultats obtenus sur la déformation des monocristaux, et des caractéristiques de la déformation des polycristaux, on a simulé la déformation d'un ensemble de polycristaux avec un arrangement de grains et des orientations particuliers, dans le but d'étudier l'effet de la taille des grains sur la déformation plastique des grains et sur la répartition des contraintes dans les polycristaux, en particulier au voisinage du joint de grains. La relation entre la contrainte réelle et la taille des grains est en accord avec la relation empirique bien connue σ = σ0(ϵ) + κ(ϵ)d−12; les résultats de calculs sur ordinateur compètent les résultats expérimentaux. Les valeurs de κ((ϵ) et de σ0(ϵ) varient avec la déformation vraie. Le durcissement des polycristaux est dû principalement à la contribution de lécrouissage et de l'entourage du joint de grains (région de glissement complexe) qui varie avec la taille des grains et la déformation réelle. La présence des joints de grains fait augmenter au diminuer fortement la contrainte au voisinage du joint de grains selon l'orientation du grain et la désorientation entre grains adjacents. Auf der Grundlage von Ergebnissen zur Einkristallverformung und den Charakteristiken der Polykristallverformung wird die Verformung eines Satzes von Polykristallen mit spezieller Orientieruing und mit spezieller Anordnung der Körner simuliert; Ziel ist, den Einfluβ der Korngröβe auf die plastische Verformung der Körn