ZL205A铝合金动态力学性能及其本构模型

目的 研究ZL205A铝合金在不同温度和不同应变速率下的流动应力行为，为材料数值模拟提供参数依据。方法 利用高低温电子万能材料实验机和霍普金森压杆设备，在不同变形温度(20~400 ℃)和应变速率(10⁻⁴~2 200 s⁻¹)下进行准静态拉伸实验、高温拉伸实验以及高应变率动态压缩实验。对实验所得真应力-应变曲线进行力学性能分析，考虑到霍普金森实验下的材料绝热温升，构建了ZL205A铝合金的Johnson-Cook本构模型，并将该模型与实验数据进行比对验证。结果 在室温低应变率(20 ℃、10⁻⁴~10⁻¹ s⁻¹)条件下，随应变率的增大，材料的流动应力变化不明显;当材料屈服后，随着应变的增大，材料流动应力增大的趋势变大，应变硬化作用占主导。在室温高应变率(20 ℃、500~2 200 s⁻¹)条件下，材料的屈服强度和流动应力与室温低应变率时的数据变化不大，考虑到高应变率下的实验时间短、变形大，材料变形产生的热量来不及散出，受温度升高的影响，材料在高应变率范围内的应变率强化效应不明显。在高温低应变率(100~400 ℃/0.001 s⁻¹)条件下，材料的屈服强度和流动应力随温度的升高而迅速降低，表现出较高的温度敏感性，当温度高于200 ℃时，材料产生拉应力回调现象。结论 根据材料真应力-应变曲线，获得了材料的Johnson-Cook本构参数，该模型能较准确地预测材料在不同状态下的流动应力行为。

Dynamic Mechanical Properties and Constitutive Model of ZL205A Aluminum Alloy