基于循环拉-压试验的混合硬化模型参数确定及模型应用

材料弹塑性本构模型是影响有限元模拟精度的最重要因素,混合硬化本构模型能较准确表现材料塑性变形过程真实硬化特征,而本构模型中材料特性相关参数是否准确直接影响到有限元模拟的精度。基于Hill48各向异性屈服准则,结合Voce各向同性硬化模型和Armstrong-Frederic非线性随动硬化模型,建立一个考虑材料各向异性和Bauschinger效应的混合硬化弹塑性本构模型。通过循环拉伸-压缩试验,获得DC54D+ZF镀锌板的循环变形应力-应变曲线,并利用通用全局优化算法,根据单向应力状态混合硬化本构方程,准确地确定了混合硬化模型中的材料特性参数。最后,使用ABAQUS有限元软件对板材循环拉伸-压缩问题和板材过拉深筋问题进行该本构模型的适用性分析,验证了所建立的各向异性混合硬化材料本构模型的可靠性和精确性。循环拉伸-压缩试验是直接准确地获得本构模型材料参数的有效方法。     

基于机理法的考虑动态再结晶的黏塑性本构模型参数取值范围的确定

宏微观耦合本构模型的参数识别往往通过反分析方法进行,为了使参数识别结果具有高的置信度,需要确定合适的参数取值范围。基于考虑动态再结晶的黏塑性本构模型的物理机理,提出该模型参数取值范围确定方法。为了提高模型参数识别结果的鲁棒性,对考虑动态再结晶的黏塑性模型进行修改,使模型中的稳态流动应力由Tanaka模型描述。根据模型构造机理,提出通过6步确定该模型参数取值范围的方法;对300M低合金钢进行不同温度、应变速率下的热变形试验,测试其流动应力-应变曲线、再结晶体积分数、再结晶晶粒尺寸、未再结晶晶粒尺寸、最大晶粒尺寸差,基于流动应力-应变曲线,提取再结晶区稳态流动应力和未再结晶区稳态流动应力。通过提出的方法并应用相应的算法,根据提取试验数据,确定模型的参数取值范围,为参数识别提供基础。     

高强铝合金热塑性变形本构关系研究现状及发展趋势

高强铝合金热成形工艺条件下的变形行为表征,需要在考虑温度、应变速率及应变影响的基础上结合微观演化行为建立热塑性本构关系。总结了高强铝合金热塑性变形本构关系相关研究成果。研究结果表明:广泛应用的唯象本构模型通过修正模型参数可以充分耦合应变、温度及应变速率作用,并准确地预测不同变形条件下的流动应力,然而缺乏对变形机制的明确解释,使得唯象本构模型对试验温度、应变速率变化范围较大以及试验条件范围外的变形行为预测精度难以得到保证;基于物理意义的本构模型能够模拟位错密度、晶粒尺寸及动态再结晶等微观演化过程,对流动应力进行精确计算,展现了强大的宏微观变形预测能力,是高强铝合金热塑性变形本构关系的研究趋势。     

橡胶输送带黏弹性本构模型参数测定与分析

通过动态加载应变试验,分析了钢丝绳芯橡胶输送带在0,10,20,30和40℃温度下的应力响应。以输送带的标准固体本构模型为基础,通过黏弹性材料的傅里叶级数拟合,推导了输送带标准固体模型中3个参数的识别公式,建立了3个参数随温度变化的拟合公式,并分析了其随温度的变化特性。结果表明:温度对黏度系数η1和弹性模量E_1影响较大,呈非线性变化趋势;对弹性模量E_2影响相对较小,可以近似为线性变化。最后,通过试验对建立的拟合公式误差进行了分析,最大误差约为3%,试验结果也证明了辨识公式的准确性。     

基于缺口试件应力状态试验的Johnson-Cook模型参数反演标定方法

Johnson-Cook模型是适用于金属高应变率、大变形的强动载材料模型之一,其对应于材料的参数标定是模型应用的关键.由于没有考虑复杂应力状态对材料性能的影响,在不同应力状态下使用传统标定方法标定的模型进行模拟计算,计算结果与实际情况存在显著的差异.为了减小这种差异,使用6005A-T6铝合金,设计用以表征不同应力状态...     

修正载荷识别远场误差的虚拟远场激励方法

载荷识别方法是工程振动噪声测试与分析中常用的一种振动响应逆向求解方法。但是由于载荷识别方法实施的过程中不能很好地考虑结构系统的复杂阻尼特性,导致在离激励点较远的远场,误差非常大,这对载荷识别方法的广泛应用提出了挑战。提出虚拟远场激励方法,即在离激励点较远的远场位置布置虚拟激励点,来实施载荷识别,由此可以避免结构中由于离激励点较远的位置的存在而带来的远场求解误差。通过与试验测试数据、传统载荷识别方法求解结果进行对比,表明采用虚拟远场激励方法求解得到的振动响应与试验测试数据更为接近,特别是在远场,误差得到了显著的改善。这表明,虚拟远场激励方法可以有效提高传统载荷识别方法在远场的求解误差,而且可以广泛用于各种载荷激励难以确定的复杂机械系统的振动求解。     

基于响应面方法的材料参数反求

板料在冲压过程中处于复杂的各向异性三维弹塑性变形状态,若采用基于传统的单向拉伸试验得到的材料参数进行计算,必然会引入较大的计算误差。提出一种直接从冲压成形过程反求材料参数的方法。该方法将参数反求的问题转换为求试验测量值与仿真计算值之差最小二乘最小的优化问题。试验测量值为冲头的力–位移曲线,而待求的参数包括材料的特性参数和本构参数。采用移动最小二乘响应面法作为优化方法以减少调用正问题计算的次数。由于对冲压成形过程的模拟耗时较多,减少优化迭代的次数意义重大。     

模态参数识别的时域新方法及其应用

提出了一种用于非同步采样的模态参数识别的时域新方法。该法克服了工程中常用的ＩＴＤ模态参数识别法要求对各测点的自由响应信号同步采样,即多测点时,需要多个Ａ／Ｄ变换器的缺陷。本法只需一个Ａ／Ｄ变换器,即可对测得的多个信号进行循环采样,得到一个时间序列,经济、简便。本文经理论推导,给出模态参数识别计算式,通过计算机仿真验证其正确性,并用于水轮发电机组主要部件的参数识别,得到的结果与频域法识别得到模态参数是一致的。