基于晶体塑性的微尺度激光胀形数值研究

摘要： 微尺度激光胀形是一种创新且极具前景的微金属成形技术，在微电子工业中应用广泛?；谕枷竦腣oronoi镶嵌法建立了不同初始晶粒尺寸的圆盘状多晶聚合体三维有限元模型，用于模拟纯铜箔的微尺度激光胀形过程。采用时空分布的激光冲击波压力使纯铜箔多晶聚合体发生变形。开发并嵌入了考虑位错运动热激活与粘滞拖曳主导阶段的尺寸相关统一晶体塑性本构模型至有限元程序，以描述宽应变率范围内的塑性变形行为。在不同激光冲击波压力和初始晶粒尺寸工况下，预测的纯铜箔最大胀形高度与实验数据吻合良好，所得厚度及表面粗糙度也与相应实验观测结果高度相关。通过交叉对比分析了模拟的等效应变与Mises应力残余分量，并进一步详细讨论了晶界对激光冲击波的影响。