2DCf／SiC复合材料的动态本构关系研究

用波形整形器改装后的SHPB装置测试先驱体法制备的二维Cf/SiC复合材料的动态压缩力学性能，得到了在应变率550～2400s。范围内的动态应力应变曲线。结果表明：使用波形整形器改装SHPB后入射波的形状由矩形变为近三角形：Cf/SiC有明显的应变率效应，其抗压强度随着应变率的增大而增大：根据损伤力学理论，建立了其一维动态本构模型，拟合实验数据确定模型中参数，得到应变率及损伤变量相关的Cf/SiC动态本构关系。     

2DCf/SiC复合材料的动态本构关系研究

用波形整形器改装后的SHPB装置测试先驱体法制备的二维Cf/SiC复合材料的动态压缩力学性能,得到了在应变率550～2400 s-1范围内的动态应力应变曲线.结果表明:使用波形整形器改装SHPB后入射波的形状由矩形变为近三角形;Cf/SiC有明显的应变率效应,其抗压强度随着应变率的增大而增大;根据损伤力学理论,建立了其一维动态本构模型,拟合实验数据确定模型中参数,得到应变率及损伤变量相关的Cf/SiC动态本构关系.     

T2铜的动态力学性能及本构关系

利用Gleeble1500热模拟试验机和分离式霍普金森压杆试验装置(SHPB)对T2铜进行常温下准静态压缩试验和高应变率下的冲击压缩实验, 获得不同应变率下的应力-应变曲线。结果表明:T2铜在动态冲击下的强度明显高于准静态压缩下的强度,具有显著的应变率强化效应;在动态冲击较低应变速率的区域内,T2铜的塑性流动应力对应变率很敏感,具有明显的应变强化和应变率强化效应。但在动态冲击较高应变速率的区域内,发生相同变形时的应力水平相差不大,表现出对应变率变化不敏感的性质。对传统的Johnson-Cook本构模型进行修正,拟合曲线与试验曲线吻合较好。     

491铝合金挤压带板的力学性能及本构关系研究

针对均火和未均火的491铝合金铸锭所制备的挤压带板,经淬火时效处理,测试其力学性能,得出均火和未均火的拉伸试样的力学性能在强度和塑性上差别不大.未经均火的拉伸曲线上有明显的锯齿形屈服现象.利用锯齿形屈服问题的本构模型进行模拟,其结果与试验测量结果具有良好的一致性.     

纯铁在高应变率下的流动应力特征及其动态塑性本构关系

利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆实验装置,对锻造后经930℃下退火2h的纯铁材料进行压缩实验,测定纯铁在准静态条件(10-3s-1~100s-1)和高应变率(650s-1~8500s-1)下的应力-应变曲线。实验结果表明,纯铁是应变率敏感材料,纯铁在高应变率条件下,具有应变率增强、增塑以及应变强化效应,高应变率下的塑性变形过程中产生的绝热升温对材料具有热软化作用。基于Johnson-Cook(J-C)本构模型,引入绝热温升软化项对模型进行修正,通过实验数据拟合得到了纯铁的动态塑性本构关系,模型计算结果和实验结果证明,该模型可以较好地预测纯铁在高应变率下的塑性流动应力。     

FeCoCrNiCx高熵合金的动态压缩行为及本构关系

利用分离式霍普金森压杆系统对FeCoCrNiC_x(x=0,0.08,0.2)高熵合金开展高应变速率动态压缩试验,绘制出材料在2 300～5 600 s^-1应变速率范围内的真应力-真应变曲线,分析了应变速率对材料塑性的影响,并构建了材料的J-C本构关系。结果表明,在准静态与动态加载下,FeCoCrNiC_x系高熵合金表现出明显的加工硬化行为,在高应变速率下表现出良好的塑性变形能力;FeCoCrNiC_x系高熵合金随着应变速率的提高,合金的加工硬化指数不断增大,抵抗变形能力不断增强,并且对应变速率有较高的敏感性。     

22Cr1 3Ni5Mn高温本构关系及再结晶开始应变统计模型

在现有实验数据的基础上 ,建立了 2 2 Cr1 3 Ni5 Mn奥氏体不锈钢高温本构关系及其动态再结晶开始应变的统计模型 ,所建立的模型精度较高 ,结构简单 ,便于实际使用。     

钽钨合金动态力学行为及其本构模型研究

本文对两种钽钨合金（Ta-2.5W和Ta-10W,钨的质量分数分别为2.5 %和10 %）的准静态和动态变形行为进行了系统研究。根据准静态压缩实验、霍普金森压杆（SHPB）实验结果,表明两种钽钨合金的屈服应力对加载应变率和钨的含量较为敏感,并拟合得到了两种钽钨合金的JC本构模型。其次,为验证本构模型的合理性,开展了泰勒撞击实验和数值模拟研究,应变率范围为103~104 s-1,数值模拟得到的泰勒杆侧轮廓与撞击端面轮廓与实验吻合较好。最后,为研究钽钨合金变形后的细观特性,对杆件进行了光学显微照片分析。本文的研究方法与结果可为材料本构关系的确定提供借鉴。     

泡沫铝合金动态弹塑性本构关系的研究(英文)

提出一个多参数的非线性弹塑性唯象本构模型,该模型能够全面地描述泡沫铝合金的典型三阶段变形特征,即线弹性阶段、应力平台阶段和密实化阶段。考虑到密度(相对密度)是泡沫铝这类多孔材料性能表征的最重要参数,在对泡沫铝合金进行各种应变率下的单向压缩实验基础上,确定模型中的参数与相对密度的函数表达式,从而,该模型能系统地描述相对密度、应变率效应对其动态力学行为的影响。模型预测结果和实验结果的对比验证了该模型的可靠性。研究结果可为吸能缓冲及防护结构的优化设计提供技术参考。     

Q345-TA2的动态流动应力特征和本构关系

钛钢复合板因其优异的高强度和耐腐蚀性能已越来越多的被应用于动态环境下。采用Gleeble-3500热模拟试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对Q345-TA2钛钢复合板进行准静态和高应变速率压缩试验。结果表明:Q345-TA2钛钢复合材料具有应变率增强效应、增塑效应、绝热温升软化作用,但在准静态和动态冲击各自分区范围内,对应变率变化不甚敏感。在考虑绝热温升的基础上,对J-C本构模型进行修正,得到了可用于对冲击载荷作用下进行结构分析的材料本构模型,结果较好。     

不同拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸力学性能的影响

研究拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸性能的影响,分析了材料在拉伸过程中微观组织、马氏体转变量和温度的变化。实验结果表明,当拉伸速率为0.005s-1时,材料表面温度升高明显;速率小于0.005s-1时,随着速率的减小,马氏体转变量明显增多;当速率大于0.005s-1时,马氏体转变量少,但变化不大。随着拉伸速率的提高,材料的屈服强度略有增加,抗拉强度和延伸率明显降低。基于拉伸实验结果,提出了考虑应变速率的SUS304不锈钢本构模型,该模型能较好的反映拉伸速率对真应力-应变曲线的影响规律。     

HST2425钛合金动态力学行为及本构模型

使用电子万能试验机和分离式霍普金森杆装置(SHPB)研究了HST2425钛合金在温度为293～673 K、应变速率为0.0001～6500 s^-1下的准静态和动态力学性能。结果表明,HST2425钛合金的最大应力和最大应变均随应变速率的增大而增加,但是应变速率超过3500 s^-1后最大应力的增加程度降低,在应变速率超过5500 s^-1后最大应变的增加程度也降低。随变形温度的升高,流变应力显著降低,并且温度和应变速率在动态压缩过程中具有交互作用。根据试验结果建立了HST2425钛合金的原始Johnson-Cook(J-C)模型及其修正模型,且修正模型与试验值的相关性比原始模型更好,表明修正模型在预测HST2425钛合金动态冲击变形行为方面具有更高的准确性和适用性。     

高伸长率QP钢在高应变速率下的力学特性

为研究高伸长率QP钢的动态力学特性,以两种强度级别的QP钢为研究对象,进行准静态和高应变速率下的单向拉伸试验,得到了不同应变速率下的应力-应变曲线。通过对试验数据的分析,研究了应力与应变速率的关系,并提出动态本构模型来描述QP钢的动态力学特性。基于QP980制作的帽型梁零件,使用HyperWorks进行建模,使用LS-DYNA进行模拟轴向压溃过程的计算,并与实际碰撞试验结果进行对比和验证。通过分析发现:QP钢具有明显的应变速率效应,而且应变速率硬化与相对应变速率不呈线性关系。QP钢帽形梁碰撞试验与仿真对比表明,使用修正的Johnson-Cook模型能较好地描述QP钢在不同应变速率下的动态力学特性。     

On certain aspects of strain rate sensitivity of sheet metals

The formability of a material depends upon the strain hardening and strain rate hardening of the material. In this study, constitutive parameters using the power law constitutive equation are determined for six different strength steels and two aluminum alloys over different strain ranges, including approximations of the postuniform elongation range. Constitutive parameters are found to be different at different strain ranges. The strain hardening of steels increases with strain at low strain levels (less than 5%) and decreases at high strain levels (greater than 10%). Strain rate hardening decreases with strain for all steels and aluminum alloys. Uniform elongation depends only on strain hardening, and postuniform elongation depends only on strain rate hardening. However, the total elongation depends on both strain hardening and strain rate hardening.     

Development of high strain rate equations for stainless steels

The dynamic response of four types of stainless steel sheet was investigated at different strain rates from 10⁻² up to 10³ s⁻¹. The results from the tensile tests were used to evaluate the parameters in three different multiplicative strain rate equations of the type used in crashworthiness calculations. A new type of sigmoid constitutive equation is proposed for one grade of stainless steel.     

锻态TB6钛合金热变形行为及组织演变

在THERMECMASTER-Z型热模拟试验机上,对锻态TB6钛合金在真应变为0.92、变形温度为800℃～1150℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的条件下进行等温恒应变速率压缩试验,分析合金在β单相区条件下的热变形特点,并观察金相组织。结果表明,应变速率对合金流动应力的影响较显著;而变形温度对合金流动应力的影响在较高应变速率时较大,在较低应变速率时较小。动态再结晶晶粒尺寸和动态再结晶体积分数,随温度的升高而增大,随应变速率的增大而减小。从晶粒细化和动态再结晶组织均匀性考虑,当真应变为0.92时,变形温度选择在950℃～1050℃之间,应变速率选择在0.01s-1为宜。     

TA1本构模型的确定

采用试验方法,通过准静态压缩试验和分离式Hopkinson压杆试验,获得不同应变率10-3s-1～103s-1和不同温度293K～873K范围内TA1的应力-应变曲线;基于Johnson-Cook模型对试验结果进行分析,并对其应变率强化项做出修正。结果表明,TA1为应变率敏感材料,流动应力随应变率增加而增加,随温度增加而减小;未经修正的Johnson-Cook本构模型与试验数据偏差较大,修正后的本构模型与试验值吻合较好。     

考虑应变因素的2099合金高温流变行为模型

采用等温热压缩试验研究2099合金在变形温度300～500℃、应变速率0．001～10s-1条件下的热变形行为。为了准确地表征流变行为,采用摩擦与温度修正后的实验数据构建本构模型。结果表明,温度和应变速率对合金热变形行为的影响可用包含Arrhenius关系的z参数来表征。此外,通过计算不同应变量下的材料常数（a、n、Q和A）考虑了应变对本构模型的影响。利用统计分析对比了由本构模型获得的预测曲线与试验修正曲线,二者显示了很好的吻合,这表明所构建的本构模型能够很好地预测2099合金的热变形流变行为。     

升温率和应变率对30CrMnSi拉伸强度的影响

报道了硬度ＨＲＣ为２０和４０的两种３０ＣｒＭｎＳｉ材料在１００－９００℃的力学性能及升温率,应变率和热处理条件对抗拉强度,屈服强度的影响。在低温区,材料性能随温度的升高,呈现缓慢下降,其数值与常温相差不多,热处理状态对该区影响甚大,升温率有一定影响;在高温区,材料强度大大降低,其数值随温度变化不大,不同升温速率的影响及热处理状态影响消失;在中温区,材料性能随温度升高呈现快速下降趋势,热处理状态对材