船用907A钢的动态力学性能和本构关系

为了得到船用907A钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2 680 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对比了Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,并基于CS模型对应变硬化效应进行了修正。结果表明,船用907A钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;CS模型比JC模型更能准确描述其应变率强化效应。     

铝合金7050高温流变应力特征及本构方程

在高温分离式Hopkinson压杆装置进行高温冲击压缩试验，研究航空铝合金7050—77451在温度范围200—550℃及应变率范围1400—2800s’内压缩变形时的流变应力变化和特征。结果表明，流变应力随着温度的升高而降低，随应变率的升高而增大。温度对流动应力的影响较应变率对流动应力的影响更为显著。用修正的Johnson—Cook模型建立7050-T7451铝合金的本构方程，描述了该合金材料高温下流变应力、应变与应变率之间的关系。     

中碳钢热拉伸流变应力本构模型

为了进一步研究温度和应变速率对固体金属材料的粘性性质及其流变力学特性的影响,在建立20号钢的高温流变应力模型的基础上又对35号、45号碳素钢在温度为450～550℃和等应变速率（0．05～0．2／s）范围内进行了一系列恒温恒应变速率实验,并比较分析了Perzyna模型和Johnson—Cook模型的优缺点,在此基础上提出了一种修正模型,建立了35号钢和45号钢的高温流变应力本构关系,并将模型计算结果与实验结果进行了比较,证实了该模型能更好地描述中碳钢的温度效应和应变率效应．     

一种热成型钢热压缩流变行为的本构方程

根据热冲压工艺的时间—温度特征,采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为773~1 173 K、应变速率为0.01~0.50 s-1条件下,对1种热成型钢进行热压缩实验,求解井上胜郎模型参数,获得相应的应力应变曲线。实验结果表明:变形温度和应变速率对该热成型钢力学性能有很大的影响,温度升高流变应力减小,应变速率增大流变应力增大。由计算所得井上胜郎模型参数得到模型的预测值与实验结果吻合较好,修正模型之后,得到的预测值更接近实验值。     

双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下,测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能,研究了其在不同应变率下的动态力学行为,得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线,分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明,随着应变率的升高,双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高,断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外,基于Johnson?Cook本构模型,建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型,并验证了修正后的模型。结果表明,通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。     

基于渗流法的泡沫铝细观结构模型研究

泡沫铝能在较低的流动应力下产生较大的塑性变形,是一种优异的缓冲吸能材料.渗流法是目前较成熟的工业化生产开孔泡沫铝的方法之一,基于该方法的工艺流程,采用蒙特卡罗法和重力堆积法建立了泡沫铝的细观结构模型.结合SPH算法在应变率范围为10~10 000s-1内对泡沫铝的压缩行为进行数值模拟,并分析了泡沫铝的变形失效模式.结果表明:基于渗流法的数值模拟方法可以反映泡沫铝的动态压缩过程,并且高应变率下泡沫铝的变形模式与中低应变率相比存在明显的差异.     

CL60车轮钢流变应力模型

利用热模拟试验机Gleeble-3500对车轮钢CL60钢进行压缩试验,研究其变形行为.实验变形温度为800～1100℃,应变速率为0.2～8.0 s-1.用两种模型对真应力-应变曲线进行模拟.两种模型模拟的结果都与实验结果吻合较好,模型1计算简单,可作为CL60钢的流变应力模型.     

基于45钢热变形中动态再结晶行为的本构模型

金属材料塑性变形应变积累量达到某一临界值后诱发的动态再结晶会降低流变应力,金属材料的再结晶临界条件及其动力学与形变条件密切相关。基于45钢形变温度在450~850℃,应变速率在0.1~30 s-1范围内的热模拟压缩试验数据,采用Poliak-Jonas法研究再结晶临界应变(εc)与形变条件参数Z之间的关系,以εc为应力应变曲线上的分界点,分别基于E-M方程和再结晶动力学,构建有、无动态再结晶发生时45钢变形的本构模型。结果表明模型预测值与试验结果吻合良好。     

2024铝合金动态力学本构模型构建

利用电子万能试验机和Hopkinson杆,结合准静态和动态的试验方式,在大范围应变率(10-4~103)内进行了拉伸和压缩测试。根据试验数据,绘制了不同应变率下的真实应力应变曲线,构建了2024铝合金材料的动态本构模型。结果表明,2024铝合金是应变率不敏感材料;高应变率下,韧性降低,脆性增大;2024铝合金表现出明显的温度软化效应,随着应变的增大,试验件温度升高,温度软化效应放大;本构模型在大范围应变率内能精确预测动态力学性能。     

考虑热粘塑性钛合金动态本构关系及其实验验证

由于钛合金在冲击载荷的特殊力学性能,经典Johnson-Cook本构模型不能很好地描述钛合金在高应变率下的热粘塑性变形,以及因热粘塑性耗散而导致温度应力降低的定量关系。本文提出了功热转换系数β与应变率 之间的指数关系,发展了一种修正的Johnson-Cook模型,建立了应变率、热粘塑性耗散功与温度应力降低的函数关系,并引入以最小二乘法为目标函数的局域搜索优化算法,能快速确定修正方程中的各待定参数,最后采用修正本构模型的增量形式描述了Ti-6Al-4V钛合金在应变控制条件下,在不同应变率、温度下的单轴动态应力-应变曲线。数值模拟和文献中实验数据吻合良好,表明本文发展的确定修正本构方程中各待定参数的算法和程序,具有概念清晰、精度高简单实用的特点,建立的修正Johnson-Cook模型很好的描述钛合金在高应变率下的热粘塑性特性。