基于SHPB實(shí)驗(yàn)的擠壓AZ91D鎂合金動(dòng)態(tài)力學(xué)行為數(shù)值模擬_第1頁(yè)
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1、 第 24 卷第 8 期 周 霞,等:基于 SHPB 實(shí)驗(yàn)的擠壓 AZ91D 鎂合金動(dòng)態(tài)力學(xué)行為數(shù)值模擬 1973 圖 10 試件在 372 ms 處于卸載階段的 Mises 應(yīng)力 Fig. 10 Mises equivalent stress during unloading period of specimen at 372 ms 圖 11 試件上不同單元的應(yīng)力時(shí)程曲線 Fig. 11 Stress vs time curves of different units on specimen 圖 12 試件上 5 個(gè)單元等效應(yīng)變隨時(shí)間的變化曲線 Fig. 12 Equivalent stra

2、in vs time curves for five units on specimen 萬(wàn)試屋 材料測(cè)試論文分享小站 1974 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào) 2014 年 8 月 AZ91D 鎂合金進(jìn)行了壓縮實(shí)驗(yàn), 獲得了其在不同應(yīng)變 率下的壓縮應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),且基于實(shí)驗(yàn)擬合了該擠 壓合金的 Johnson-Cook 本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式。發(fā)現(xiàn)擠壓 AZ91D 鎂合金在室溫應(yīng)變速率條件下,隨著應(yīng)變速 率增加表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)變速率強(qiáng)化效應(yīng),其動(dòng)態(tài)塑性 流變應(yīng)力均高于準(zhǔn)靜態(tài)時(shí)的應(yīng)力。擠壓鎂合金較好的 動(dòng)態(tài)壓縮性能與鎂合金變形后出現(xiàn)拉伸孿晶導(dǎo)致二次 硬化有關(guān)。 2 在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,建立了擠壓鎂合金試樣 SHPB 壓 縮

3、實(shí)驗(yàn) 的有 限 元模 型, 模 擬分 析了 應(yīng) 變速 率在 4001000 s1 范圍內(nèi)的壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為,模擬結(jié) 圖 13 3 種應(yīng)變率下試件的應(yīng)力應(yīng)變曲線 Fig. 13 Stressstrain curves for specimen under three kinds of strain rates 果、擬合結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,研究結(jié)果為金屬 高應(yīng)變率力學(xué)行為的研究提供了重要的手段和理論指 導(dǎo)。 REFERENCES 1 MORDIKE B L, EBERT T. Magnesium: Properties- 變率越高,試件的變形越大,產(chǎn)生的應(yīng)力也越大。為 了驗(yàn)證數(shù)值模擬的有效性,

4、將子彈入射速度為 20 m/s 即沖擊速率為 1101.4 s1 時(shí)的數(shù)值模擬結(jié)果、 擬合數(shù)據(jù) 及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比, 結(jié)果如圖 14 所示。 可以看出, 使用 Johnson-Cook 本構(gòu)模型來(lái)模擬擠壓 AZ91D 鎂合 金在受到動(dòng)態(tài)壓縮荷載時(shí)的力學(xué)響應(yīng)是合理的。 從擬合結(jié)果來(lái)看,在中等應(yīng)變大小情況下,數(shù)值 模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及基于 Johnson-Cook 本構(gòu)模 型的擬合結(jié)果吻合得較好。但是在應(yīng)變比較大時(shí),因 材料的應(yīng)變率效應(yīng)和溫度效應(yīng)耦合在一起,采用解耦 的 Johnson-Cook 模型描述材料的應(yīng)變率效應(yīng)將會(huì)存 在一定的不足。 4 3 2 applications-potent

5、ialJ. Materials Science and Engineering A, 2001, 302(1: 3745. HONO K, MENDIS C L, SASAKI T T, OHISHI K. Towards the development of heat treatable high-strength wrought Mg alloysJ. Scripta Materialia, 2010, 63(7: 710715. ISHIHARA S, TANEGUCHI S, SHIBATA H, GOSHIMA T, SAIKI A. Anisotropy of the fatigu

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9、 19731982. 8 SHAHZAD M, QURESHI A H, WAQAS H, Rafi-ud-din. Influence of pre- and post-extrusion heat treatments on microstructure and anisotropy of mechanical properties in a 3 3 1 圖 14 數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)及擬合結(jié)果的比較 Fig. 14 Comparison among numerical simulation, experimental and fitted results 4 結(jié)論 1 在 1 10 1 1

10、0 s 應(yīng)變率范圍內(nèi)對(duì)擠壓 Mg-Al-Zn alloyJ. Materials and Design, 2013, 51: 870875. 萬(wàn)試屋 材料測(cè)試論文分享小站 第 24 卷第 8 期 周 霞,等:基于 SHPB 實(shí)驗(yàn)的擠壓 AZ91D 鎂合金動(dòng)態(tài)力學(xué)行為數(shù)值模擬 1975 9 楊勇彪, 王富恥, 譚成文, 才鴻年. 鎂合金動(dòng)態(tài)力學(xué)行為研究 進(jìn)展J. 兵器材料科學(xué)與工程, 2008, 31(3: 7173. YANG Yong-biao, WANG Fu-chi, TAN Cheng-wen, CAI Hong-nian. Research progress in dynamic m

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12、errous Metals, 2013, 23(4: 889897. 17 王煥然, 謝書(shū)港, 陳大年, 俞宇穎, 劉國(guó)慶. 試論鎂鋁合金高 應(yīng)變率單軸壓縮擬合本構(gòu)關(guān)系的代入校核 J. 工程力學(xué) , 2006, 23(9: 179183. WANG Huan-ran, XIE Shu-gang, CHEN Da-nian, YU Yu-ying, LIU Guo-qing. On the checking of fitted constitutive relation of an Mg-alloy under uniaxial compression at high strain ratesJ

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