5052铝合金的动态拉伸性能及其本构模型

为了提高5052铝合金在应用中的安全性，准确的计算结构件在复杂载荷下的强度，非常有必要对材料在不同应变率下的力学性能进行研究。本文分别采用高温电子万能试验机和霍普金森拉杆装置对其进行了准静态和高应变率下的拉伸试验，得到了材料的应力-应变曲线，构建了能够准确描述其塑性变形行为的本构模型。结果表明：5052铝合金具有明显的应变率敏感性，且随着应变率的增加，其屈服强度和强度极限不断增加。基于试验结果，本文提出采用一种修正的Johnson-Cook模型来拟合材料的动态本构关系，拟合结果与试验数据吻合度较高；进一步使用ANSYS软件用此模型模拟了高应变率下试样的单向拉伸过程，提取典型节点的应力应变曲线，模拟结果与试验结果相吻合。说明本文所建立的修正Johnson-Cook模型能够较好地描述5052铝合金的动态特性，可为实际工程中的数值模拟问题提供数据支持，从而为零部件的加工工艺、结构设计和实际生产提供可靠的参考和有效的指导。