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Johnson-Cook、修正的Zerilli-Armstrong及Arrhenius本构模型对奥氏体不锈钢流变应力的预测
1
作者 邬宇轩 李静媛 侯艳阳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期17-23,16,共8页
研究了Johnson-Cook(JC)、修正的Zerilli-Armstrong(m-ZA)和应变补偿的Arrhenius型本构模型对304奥氏体不锈钢高温流变行为的表征能力。利用温度(1173~1473 K)、应变(0.1~0.8)和应变速率(0.01~10 s^(-1))等温热压缩试验的真应力-应变数... 研究了Johnson-Cook(JC)、修正的Zerilli-Armstrong(m-ZA)和应变补偿的Arrhenius型本构模型对304奥氏体不锈钢高温流变行为的表征能力。利用温度(1173~1473 K)、应变(0.1~0.8)和应变速率(0.01~10 s^(-1))等温热压缩试验的真应力-应变数据来计算3种本构模型的材料常数。通过比较预测结果的相关系数和平均绝对误差、描述变形行为的能力、涉及的材料常数的数量,评估了这3种模型的适用性。结果表明:JC模型无法很准确地描述304奥氏体不锈钢在上述热加工区域的流变行为;m-ZA模型的预测结果与试验数据吻合相对较好;应变补偿的Arrhenius型方程比修正的ZA模型需要更多的材料常数和更多的计算时间,但可以更准确地跟踪变形行为。 展开更多
关键词 304奥氏体不锈钢 变形行为 johnson-cook 修正的Zerilli-Armstrong Arrhenius型本构模型
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耦合应变速率及尺寸效应的3102铝箔本构模型
2
作者 李萍 汪洋 +3 位作者 张百顺 田辙环 祝梦臣 薛克敏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期145-151,共7页
为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFOR... 为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFORM有限元仿真软件对3102铝合金室温拉深成形过程进行模拟预测。结果表明:随着应变速率和厚度的增加,3102铝合金的抗拉强度提高,表现出明显的应变速率敏感性和尺寸效应。利用改进的Johnson-Cook本构模型对真实应力进行预测,其相关系数与平均相对误差分别为0.991%和0.44%;将改进的本构模型应用于有限元仿真分析,通过对比实际成形零件减薄率与模拟预测值发现,二者的最大绝对误差为4.573%,表明改进的Johnson-Cook本构模型能够准确预测相应条件下的真实应力。 展开更多
关键词 3102铝合金 应变速率 尺寸效应 johnson-cook本构模型
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基于Johnson-Cook本构模型的1060铝动态力学性能参数识别及验证
3
作者 毛伯永 刘强 +1 位作者 叶希洋 翟红波 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第34期14531-14536,共6页
为了建立1060铝材料动态本构模型,利用万能材料试验机和霍普金森拉杆装置,对1060铝试件在25~300℃范围内的准静态力学性能和0.01~4 922 s^(-1)拉伸应变率范围内的动态拉伸力学性能进行试验,基于试验结果和J-C本构模型,拟合得到了材料的... 为了建立1060铝材料动态本构模型,利用万能材料试验机和霍普金森拉杆装置,对1060铝试件在25~300℃范围内的准静态力学性能和0.01~4 922 s^(-1)拉伸应变率范围内的动态拉伸力学性能进行试验,基于试验结果和J-C本构模型,拟合得到了材料的J-C本构模型,并结合1060铝薄板结构的冲击变形试验和数值仿真对J-C本构模型的准确性进行验证。结果表明:在拉伸载荷作用下,当应变率从准静态向高应变率转变时,1060铝表现出明显的应变硬化特征和应变率敏感性,真实应力随应变率的升高而增大,而材料在高应变率区则表现出较低的应变率敏感性;材料表现出显著的温度热软化效应,其塑性屈服强度随着温度升高而显著降低;利用建立的J-C本构模型对薄板结构的冲击变形进行仿真,仿真与试验结果偏差为2.01%~8.86%。可见,本文建立的J-C本构模型可以表征1060铝材料的动态力学行为。 展开更多
关键词 1060铝 johnson-cook本构模型 动态力学性能
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Johnson-Cook本构模型参数敏感度分析 被引量：10
4
作者 肖云凯 方秦 +2 位作者 吴昊 龚自明 孔祥振 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第S1期21-28,共8页
Johnson-Cook(JC)本构模型在金属冲击爆炸数值模拟中应用广泛,为合理地确定JC本构模型参数,基于商业有限元软件LS-DYNA,分别建立了4340钢弹体贯穿6061-T651铝靶和T-200马钉钢侵彻7075-T651铝靶的有限元模型。在验证了模型参数正确性的... Johnson-Cook(JC)本构模型在金属冲击爆炸数值模拟中应用广泛,为合理地确定JC本构模型参数,基于商业有限元软件LS-DYNA,分别建立了4340钢弹体贯穿6061-T651铝靶和T-200马钉钢侵彻7075-T651铝靶的有限元模型。在验证了模型参数正确性的基础上,分别以贯穿后的无量纲相对残余速度和侵彻后的无量纲相对侵彻深度作为指标,采用单一变量法,对JC模型的主要参数进行了敏感度分析。分析结果表明,屈服强度A敏感度最高,其次是应变硬化系数B和热软化指数m,应变率硬化系数C和应变硬化指数n敏感度最低。研究结果为金属冲击爆炸数值模拟中JC本构模型参数的选取提供了参考。 展开更多
关键词 jc本构模型 侵彻深度 残余速度 敏感度分析
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一种调质50SiMnVB钢Johnson-Cook本构模型的建立 被引量：15
5
作者 常列珍 潘玉田 +1 位作者 张治民 薛勇 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2010年第4期68-72,共5页
研究正火、正火+淬火+中/低温回火、调质处理的50SiMnVB钢的硬度及微观组织,发现50SiMnVB钢通过860℃×120 min(油冷)淬火+600℃×60 min(水冷)回火这种调质工艺处理后,具有较好的综合力学性能。利用电子万能材料试验机和SHPB... 研究正火、正火+淬火+中/低温回火、调质处理的50SiMnVB钢的硬度及微观组织,发现50SiMnVB钢通过860℃×120 min(油冷)淬火+600℃×60 min(水冷)回火这种调质工艺处理后,具有较好的综合力学性能。利用电子万能材料试验机和SHPB实验装置对这种调质工艺处理后的50SiMnVB钢常温下的准静态和动态力学特性进行了测试,得出材料在不同应变率下的应力-应变曲线;采用参数识别法和最小二乘法建立了调制50SiMnVB钢较宽应变率下的Johnson-Cook本构模型,和实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 调质 50SiMnVB钢 johnson-cook本构模型 最小二乘法
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7A52铝合金Johnson-Cook本构模型的有限元模拟 被引量：23
6
作者 贾翠玲 陈芙蓉 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期30-33,共4页
为探究7A52铝合金的流动应力变化规律,在材料拉伸试验数据基础上,建立Johnson-Cook本构模型。利用有限元软件AQAQUS,模拟7A52铝合金在温度为25~400℃、应变率为0.1~10 000 s^(-1)的准静态和动态拉伸试验。结果表明:温度和应变率都会影响... 为探究7A52铝合金的流动应力变化规律,在材料拉伸试验数据基础上,建立Johnson-Cook本构模型。利用有限元软件AQAQUS,模拟7A52铝合金在温度为25~400℃、应变率为0.1~10 000 s^(-1)的准静态和动态拉伸试验。结果表明:温度和应变率都会影响7A52铝合金的流动应力,但对温度的敏感性较大,对应变率敏感性较小;流动应力随着温度的升高而减小;流动应力随着应变率的增加而增大,尤其在应变率高于1 000 s^(-1)时影响更加明显。所建有限元模型结果与试验结果吻合较好,证明该Johnson-Cook本构模型能够在一定温度和应变率范围内预测7A52铝合金的流动应力。 展开更多
关键词 7A52铝合金 johnson-cook本构模型 流动应力 有限元模拟
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基于修正Johnson-Cook模型的C5191-H磷青铜高速冲裁本构关系 被引量：6
7
作者 胡道春 王蕾 王红军 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期234-240,共7页
针对高速冲裁过程中材料的应变硬化、应变速率强化、热软化效应数据难以获取,无法建立物理仿真动态模型的问题,利用Gleeble-3500热模拟试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191-H磷青铜分别进行应变速率为1、500、1000和1500 s-1、温度... 针对高速冲裁过程中材料的应变硬化、应变速率强化、热软化效应数据难以获取,无法建立物理仿真动态模型的问题,利用Gleeble-3500热模拟试验机和分离式Hopkinson拉杆装置对C5191-H磷青铜分别进行应变速率为1、500、1000和1500 s-1、温度为20~400℃的拉伸试验,利用试验数据拟合并修正了经典的Johnson-Cook动态方程,并在高速冲裁数值模拟中验证了修正后的本构方程的有效性。结果表明:C5191-H磷青铜拉伸变形时呈现出明显的应变硬化和应变速率敏感性;利用试验数据拟合并修正应变强化项的Johnson-Cook动态本构模型,此模型具有较高的大应变、高速率、热效应本构关系描述精度,并能较好地描述该材料的高速冲裁物理仿真过程。 展开更多
关键词 C5191-H磷青铜 高速冲裁 动态本构模型 修正johnson-cook模型
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20CrMnTi淬硬钢的动态力学性能及其本构模型
8
作者 盛精 吕浩宇 +2 位作者 向铁明 王志敏 黄丛林 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期2114-2122,共9页
为了厘清20CrMnTi淬硬钢在高温、高应变率下流动应力变化规律,采用了分离式Hopkinson压杆装置对试件在20℃、200℃、400℃、600℃和800℃条件下的动态力学行为开展了研究。分析了应变、应变率与温度对流动应力的作用规律,构建了材料的Jo... 为了厘清20CrMnTi淬硬钢在高温、高应变率下流动应力变化规律,采用了分离式Hopkinson压杆装置对试件在20℃、200℃、400℃、600℃和800℃条件下的动态力学行为开展了研究。分析了应变、应变率与温度对流动应力的作用规律,构建了材料的Johnson-Cook本构模型。实验结果表明:材料的应变硬化效应随着温度的上升逐渐减弱,且流动应力达到峰值对应的应变愈小;材料在20~600℃温度范围内,有动态应变时效现象发生;在800℃时材料对应变率表现出较强的敏感性;材料对温度的敏感性较强。通过将应变与温度软化项相关联,对J-C本构模型进行修正。修正后的模型能更为准确的描述20CrMnTi淬硬钢的动态力学行为。 展开更多
关键词 20CrMnTi淬硬钢 johnson-cook本构模型 应变率敏感性 温度敏感性 动态应变时效
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铸态40CrNiMo合金钢Johnson-Cook本构模型及对比分析 被引量：5
9
作者 张双杰 张昭 +2 位作者 王伟 马世博 苏孺 《热加工工艺》 北大核心 2022年第10期39-44,共6页
以铸锻联合成形工艺为研究背景,采用金属模真空铸造方式获得了铸态40CrNiMo合金钢,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其进行等温压缩实验,变形温度800~1100℃、应变速率0.001~10 s^(-1)。根据实验数据绘制铸态40CrNiMo合金钢的真实应力-... 以铸锻联合成形工艺为研究背景,采用金属模真空铸造方式获得了铸态40CrNiMo合金钢,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其进行等温压缩实验,变形温度800~1100℃、应变速率0.001~10 s^(-1)。根据实验数据绘制铸态40CrNiMo合金钢的真实应力-应变曲线,发现在低变形温度或高应变速率变形条件下,真实应力-应变曲线呈典型的动态回复型,随着成形温度的升高或应变速率的降低,真实应力-应变曲线逐渐向动态再结晶型转变。构建了铸态40CrNiMo合金钢的Johnson-Cook本构模型,对应变速率敏感参数进行了修正,发现该模型在低变形温度、高应变速率的适用性较好。在适用条件下构建了铸态40CrNiMo合金钢的Johnson-Cook本构模型,并与Arrhenius本构模型进行对比分析。结果表明,整体上Johnson-Cook本构模型的预测精度高于Arrhenius本构模型的,但在变形温度900℃、应变速率10 s^(-1)的条件下,Arrhenius本构模型的预测精度略高于Johnson-Cook本构模型的。 展开更多
关键词 铸态40CrNiMo合金钢 等温压缩 johnson-cook 本构模型
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基于等温压缩试验的20Cr2Ni4A钢Johnson-Cook本构模型及热加工图 被引量：15
10
作者 王伟 王波 +2 位作者 闫华军 马世博 张双杰 《热加工工艺》 北大核心 2020年第13期103-108,119,共7页
采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度700~1000℃、应变速率0.001~1 s^-1条件下进行了20Cr2Ni4A钢的等温压缩试验。结果表明,20Cr2Ni4A钢的流动应力随变形温度的降低或应变速率的增加而增加,其在700℃变形条件下的真实应力-应变曲线... 采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度700~1000℃、应变速率0.001~1 s^-1条件下进行了20Cr2Ni4A钢的等温压缩试验。结果表明,20Cr2Ni4A钢的流动应力随变形温度的降低或应变速率的增加而增加,其在700℃变形条件下的真实应力-应变曲线的变化规律异于其它变形温度,真实应力达到峰值后,以软化机制为主,但并未出现先强化后软化的单峰型应力-应变曲线。构建了20Cr2Ni4A钢的Johnson-Cook本构模型,并对应变速率敏感系数进行了修正,修正后的本构模型的适用范围为变形温度700~1000℃、应变速率0.001~0.1 s^-1。通过对热加工图的分析,确定的20Cr2Ni4A钢合理的热加工参数范围为:变形温度925~1000℃、应变速率0.001~0.05 s^-1。本研究可为20Cr2Ni4A钢热加工工艺参数的选择提供理论依据。 展开更多
关键词 20CR2NI4A钢 等温压缩 johnson-cook本构模型 热加工图
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基于修正Johnson-Cook本构模型的BFe10-1.6-1白铜合金高温流变行为 被引量：5
11
作者 杨清相 蔡军 +3 位作者 王快社 李冲冲 鱼祎雯 李清阳 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期145-152,共8页
为了研究BFe10-1.6-1白铜合金的高温流变行为,采用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度分别为1023、1073、1123、1173、1123和1273 K,应变速率分别为0.001、0.01、0.1、1.0和10 s^(-1)的条件下对BFe10-1.6-1白铜合金进行了热压缩试验,... 为了研究BFe10-1.6-1白铜合金的高温流变行为,采用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度分别为1023、1073、1123、1173、1123和1273 K,应变速率分别为0.001、0.01、0.1、1.0和10 s^(-1)的条件下对BFe10-1.6-1白铜合金进行了热压缩试验,建立了BFe10-1.6-1铜合金的Johnson-Cook本构模型。利用试验应力-应变数据建立了Johnson-Cook本构方程和修正Johnson-Cook本构方程。将所建立的方程预测的流变应力与试验数据进行了对比。引入相关系数R和平均绝对相对误差e_(AARE)验证了修正Johnson-Cook本构方程的准确性。R和e_(AARE)值分别为0.985和6.57%。结果表明,修正Johnson-Cook本构模型能够精确预测大多数变形条件下的流变应力。BFe10-1.6-1白铜合金的主要高温软化机制为动态回复。 展开更多
关键词 BFe10-1.6-1白铜合金 修正johnson-cook模型 本构方程 流变应力
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Johnson-Cook本构模型参数估计研究 被引量：30
12
作者 舒畅 程礼 许煜 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1073-1083,共11页
为研究BT3-1钛合金的力学性能,比较不同算法及试验条件下估计Johnson-Cook本构模型参数的差异,通过材料力学性能试验,获得真实应力−应变曲线,结合几种常见算法估计其本构模型参数,并分析了不同应变率及温度数据处理方式对估计的影响。... 为研究BT3-1钛合金的力学性能,比较不同算法及试验条件下估计Johnson-Cook本构模型参数的差异,通过材料力学性能试验,获得真实应力−应变曲线,结合几种常见算法估计其本构模型参数,并分析了不同应变率及温度数据处理方式对估计的影响。结果表明:在准静态压缩试验中,BT3-1钛合金的弹性模量、流动应力对应变率敏感性不同;在SHPB试验中,该材料随温度软化效应明显,且伴随着一定的应变率强化现象。名义上某一应变率和温度下的霍普金森压杆试验,实际应变率在名义应变率附近波动,实际温度受到加载应变率及加载温度的共同影响;不同估计算法会造成运算时间、估计结果的差异,用SHPB试验数据估计参数时,若直接采用试验设定的应变率及温度数据,将会造成较大的估计偏差,应考虑加载过程中的温度变化。 展开更多
关键词 霍普金森压杆试验 johnson-cook本构模型 最优化算法 参数估计
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基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证 被引量：12
13
作者 张杜江 赵振宇 +3 位作者 贺良 任建伟 强鹭升 周贻来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1966-1976,共11页
具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍... 具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明:该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。 展开更多
关键词 高强度装甲钢 johnson-cook本构模型 动态力学性能 泡沫铝弹丸 冲击实验
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ADC12铝硅合金Johnson-Cook本构模型的研究 被引量：1
14
作者 毕京宇 丛明 +2 位作者 韩玉婷 刘冬 赵鑫 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第9期1-4,8,共5页
针对某E型发动机缸体、缸盖材料-铝硅合金ADC12,通过对其进行常温下的霍普金森杆(SHPB)拉伸实验和不同温度下的准静态拉伸实验,得出ADC12铝合金材料在不同温度、不同应变率下的应力和应变关系,从而得出该材料在不同温度下的屈服强度和... 针对某E型发动机缸体、缸盖材料-铝硅合金ADC12,通过对其进行常温下的霍普金森杆(SHPB)拉伸实验和不同温度下的准静态拉伸实验,得出ADC12铝合金材料在不同温度、不同应变率下的应力和应变关系,从而得出该材料在不同温度下的屈服强度和抗拉强度并对其数据进行拟合处理,对其Johnson-Cook本构模型进行解耦并得出其本构模型中的各参数值。最后,利用有限元分析,并对其进行数值仿真对比,验证了其本构关系的正确性。 展开更多
关键词 铝硅合金 johnson-cook本构模型 有限元分析
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高强2A12铝合金修正Johnson-Cook本构模型 被引量：8
15
作者 王晨宇 许进升 +2 位作者 李辉 郭宗韬 宋奇轩 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期78-87,共10页
为了研究2A12铝合金在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特征及其本构模型,首先对该铝合金开展了不同应变率(10^(-4)~10^(-1)s^(-1))和不同温度(300~400 K)下的准静态拉伸实验研究。然后,利用实验数据对经典Johnson-Cook(J-C)模型... 为了研究2A12铝合金在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特征及其本构模型,首先对该铝合金开展了不同应变率(10^(-4)~10^(-1)s^(-1))和不同温度(300~400 K)下的准静态拉伸实验研究。然后,利用实验数据对经典Johnson-Cook(J-C)模型参数进行标定,并对模型加以验证。最后,基于经典J-C模型预测准确性不高的现象,建立了修正J-C本构模型,并利用450 K下的实验数据进行了模型验证。结果表明:2A12铝合金的应变率强化效应不显著,而温度软化效应较为显著。随着温度升高,准静态屈服强度显著下降,300 K下准静态屈服强度可达432 MPa,而400 K下准静态屈服强度为270 MPa。修正J-C本构模型预测与实验数据吻合更好,表明本文建立的修正J-C本构模型及参数能够更好地描述2A12铝合金在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特性。 展开更多
关键词 2A12铝合金 力学性能 应变率 johnson-cook本构模型
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航空Al7050合金的静动态力学特性研究及JC本构模型构建 被引量：13
16
作者 王运 张昌明 张昱 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10096-10102,共7页
为了研究航空Al7050合金材料的静、动态力学特性,采用DNS100型电子万能试验机对航空Al7050合金进行了准静态压缩试验,并依据处理后的试验数据获得了室温准静态下的流动应力-应变曲线,然后采用带有同步组装系统的分离式霍普金森压杆(SHPB... 为了研究航空Al7050合金材料的静、动态力学特性,采用DNS100型电子万能试验机对航空Al7050合金进行了准静态压缩试验,并依据处理后的试验数据获得了室温准静态下的流动应力-应变曲线,然后采用带有同步组装系统的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对航空Al7050合金进行了不同温度、不同应变率下的动态压缩试验,并依据处理后的试验数据获得了不同温度、不同应变率下的流动应力-应变曲线,最后依据两次试验数据并采用最小二乘法构建了试验条件下的JC本构模型。结果表明:材料的流动应力随应变率的增加整体呈现增加的趋势,但温度高于400℃时,材料的流动应力随应变率的增加而减小;随应变的增加,流动应力表现出先呈线性增加,再缓慢增加,最后急剧下降的趋势;材料的流动应力和应变硬化指数随温度的升高而下降,且构建的JC本构模型能较好地预测塑性流动应力。 展开更多
关键词 航空Al7050合金 静动态力学特性 分离式霍普金森压杆 jc本构模型
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TA11钛合金本构及铣削表面质量预测研究 被引量：1
17
作者 侍中楼 杨湘杰 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期33-42,共10页
目的探明不同铣削参数对TA11钛合金铣削表面质量的影响规律,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型,实现TA11钛合金铣削表面质量的预测。方法通过TA11钛合金在不同应变速率下的室温拉伸实验,构建TA11钛合金相关的JC本构模型,并基于此建... 目的探明不同铣削参数对TA11钛合金铣削表面质量的影响规律,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型,实现TA11钛合金铣削表面质量的预测。方法通过TA11钛合金在不同应变速率下的室温拉伸实验,构建TA11钛合金相关的JC本构模型,并基于此建立铣削过程的有限元模型,通过与实验对比验证有限元模拟的准确性;通过正交实验设计结合单因素分析法,阐明不同铣削参数组合下的TA11钛合金表面粗糙度演化规律;最后基于多元线性回归法,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型。结果分别建立了可真实反映TA11钛合金不同应变速率下应力-应变行为和损伤行为的JC本构模型与损伤模型,预测结果与实验结果吻合度较高;在铣削速度为5300 r/min、每齿进给量为0.04 mm/z、铣削深度为1 mm、铣削宽度为0.2 mm的实验条件下,铣削过程的有限元模拟结果与实验结果误差为11.83%;所建立的粗糙度预测模型拟合程度R2=0.963、显著性水平P<0.001,模型拟合度较高,具有统计学意义。结论所建立的JC本构模型和损伤模型能够较好地描述TA11钛合金在不同应变速率下的变形行为和损伤演化过程,基于此开展的铣削过程有限元模拟可反映铣削参量对TA11钛合金表面粗糙度的影响规律;所建立的表面粗糙度预测模型可为TA11钛合金铣削工艺方案的制订提供一定的工程指导。 展开更多
关键词 TA11钛合金 表面粗糙度 jc本构模型 有限元模拟 正交实验 预测模型
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基于Johnson-Cook模型构建M50NiL齿轮钢的流变应力本构方程 被引量：8
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作者 李红斌 郑明月 +2 位作者 田伟 徐树成 田亚强 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期31-37,43,共8页
利用Gleeble-3500型热模拟试验机，研究了M50NiL齿轮钢在变形温度为1123．15～1423．15K、应变速率为0．005~10s^-1条件下的变形行为，并对实测流变曲线进行了摩擦修正；基于应变速率和变形温度对金属高温变形的耦合效应，建立了基于Joh... 利用Gleeble-3500型热模拟试验机，研究了M50NiL齿轮钢在变形温度为1123．15～1423．15K、应变速率为0．005~10s^-1条件下的变形行为，并对实测流变曲线进行了摩擦修正；基于应变速率和变形温度对金属高温变形的耦合效应，建立了基于Johnson-Cook（J—C）模型的耦合流变应力本构方程并进行了验证。结果表明：对试验钢流变曲线摩擦修正后，得到的流变应力比实测值小；经变形参数耦合修正后的J—C耦合本构方程计算得到的流变应力与摩擦修正后流变应力的平均相对误差为3．08％，其预测精度高于传统J—C本构方程（平均相对误差为14．31％）的。 展开更多
关键词 摩擦修正 热变形 johnson-cook(J—C)模型 本构方程
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B280VK高强钢的Johnson-Cook本构模型与失效参数确定 被引量：5
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作者 刘晶 张波 +2 位作者 杜展鹏 何汶峰 苏玉龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期116-125,共10页
通过对B280VK高强钢进行动态和准静态拉伸试验获取了其相关力学性能,并基于Johnson-Cook本构模型反求出B280VK高强钢的本构模型参数。结果表明,Johnson-Cook本构模型拟合曲线与试验拉伸曲线具有较高的一致性,能够反映出B280VK高强钢材... 通过对B280VK高强钢进行动态和准静态拉伸试验获取了其相关力学性能,并基于Johnson-Cook本构模型反求出B280VK高强钢的本构模型参数。结果表明,Johnson-Cook本构模型拟合曲线与试验拉伸曲线具有较高的一致性,能够反映出B280VK高强钢材料拉伸应力及应变变化趋势,可用于预测B280VK高强钢的应力-应变关系。然后,利用不同缺口样件准静态和动态拉伸载荷工况下获得的失效应变和应力三轴度值,通过最小二乘法拟合获得Johnson-Cook失效模型参数。最后,通过对比仿真与试验结果发现仿真与试验的载荷-位移曲线具有较高的一致性,并且峰值载荷最大相对误差被控制在9.23%以内,验证了B280VK高强钢的Johnson-Cook失效模型的准确性。 展开更多
关键词 B280VK高强钢 johnson-cook本构模型 动态拉伸 应变率
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15CrMoG耐高温合金钢Johnson-Cook本构模型建立与精度分析 被引量：6
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作者 杨京 王伟 +2 位作者 张双杰 马世博 闫华军 《精密成形工程》 北大核心 2023年第9期159-167,共9页
目的掌握不同条件下15CrMoG的高温流变规律。方法在变形温度为1173.15、1273.15、1373.15、1473.15K,应变速率为5、10、15、20s^(-1)条件下,对15CrMoG进行等温压缩实验。根据实验数据构建15CrMoG的Johnson-Cook本构模型,并对应变速率强... 目的掌握不同条件下15CrMoG的高温流变规律。方法在变形温度为1173.15、1273.15、1373.15、1473.15K,应变速率为5、10、15、20s^(-1)条件下,对15CrMoG进行等温压缩实验。根据实验数据构建15CrMoG的Johnson-Cook本构模型,并对应变速率强化参数C和温度敏感系数D进行分别修正和同时修正。将修正后的3种模型预测值与实验值进行线性拟合,分别得到各模型的相关系数。引入相对误差ARE函数,计算不同条件下各模型的平均误差,通过对比得到精度较高的模型。结果15CrMoG具有温度和应变速率敏感性,高温流变曲线整体呈现先上升后平稳的趋势。拟合取值的局限性导致未修正的本构模型的精度较差。在较低变形温度下,修正后的模型均具有良好的预测精度,在高变形温度下,修正温度敏感系数的模型具有更好的适应性。3种修正模型预测值与实验值的线性相关系数均在0.9以上,具有良好的相关性。在低变形温度下,3种模型的相对误差均较小;在高变形温度下,修正温度敏感系数的Johnson-Cook模型具有较高的预测精度,最大误差为4.75%。结论对Johnson-Cook进行修正可更准确地描述15CrMoG的高温变形行为,其中修正温度敏感系数模型的误差最小,为推荐本构模型。 展开更多
关键词 15CrMoG 等温压缩实验 高温变形行为 johnson-cook本构模型 模型修正
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