基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析，构建SiCp/Al复合材料的本构模型。针对体积分数为20%的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验，研究材料的静态力学性能；采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3 000 s^-1)动态压缩试验，分析材料的动态力学性能。基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型，并通过遗传算法对模型进行优化。结果表明，SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应；在动态载荷条件下，材料流动应力随着应变速率的增加而增加，表现出应变率强化效应，这与碳化硅颗粒的体积分数有关；随着温度的增加，流动应力减小，表现为温度软化效应。最小二乘法拟合的JC模型与试验值的平均误差较大，经过遗传算法优化后模型误差减小，能够准确预测SiCp/2a14Al复合材料的流变行为。