GH4169高温合金的动态力学行为及其本构关系 被引量：11

1

作者 刘晓 闫欢松 +3 位作者 孔祖开 赵振华 刘璐璐 陈伟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期75-81,共7页

采用材料试验机对GH4169高温合金光滑试样与缺口试样进行应变速率为0.000 1～0.010 0s-1下的室温准静态拉伸试验,再利用分离式霍普金森拉、压杆装置进行温度为20～400℃、应变速率为1×102～4×103 s-1下的动态拉伸、压缩试验,... 采用材料试验机对GH4169高温合金光滑试样与缺口试样进行应变速率为0.000 1～0.010 0s-1下的室温准静态拉伸试验,再利用分离式霍普金森拉、压杆装置进行温度为20～400℃、应变速率为1×102～4×103 s-1下的动态拉伸、压缩试验,得到准静态和动态下的真应力-真应变曲线与失效应变;根据试验数据,采用分步拟合法确定了Johnson-Cook材料模型和失效模型参数,基于Johnson-Cook模型对动态压缩行为进行模拟,并进行试验验证。结果表明:GH4169高温合金的屈服强度随应变速率的增大而增大,随试验温度的升高而降低,该合金具有应变速率强化效应和温度软化效应;模拟结果与试验结果吻合得较好,真应力-真应变曲线的最大相对误差为5.91%,表明经修正后的Johnson-Cook模型可较好地描述GH4169高温合金的动态力学行为。 展开更多

关键词 GH4169高温合金 应变速率强化 温度软化 本构模型

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玄武岩纤维混凝土的动态力学性能研究 被引量：9

2

作者 许金余 范飞林 +1 位作者 白二雷 刘军忠 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第A02期1665-1671,共7页

为了研究玄武岩纤维混凝土(Basalt fiber reinforced concrete,BFRC)的动态力学性能,采用直径100 mm的分离式霍普金森压杆(Split hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置,对纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、和0.3%的BFRC进行了动态试验... 为了研究玄武岩纤维混凝土(Basalt fiber reinforced concrete,BFRC)的动态力学性能,采用直径100 mm的分离式霍普金森压杆(Split hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置,对纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、和0.3%的BFRC进行了动态试验,得到材料的应力应变曲线和试验数据,对试验结果进行了研究。结果表明,BFRC具有良好的动态力学性能,应变率和纤维掺量是影响BFRC动态力学性能的重要因素;BFRC的动态压缩强度和韧性显示出应变率硬化效应,当纤维掺量为0.1%时,动态压缩强度的应变率敏感性相对较强,动态压缩强度和韧性相对较高;BFRC的动态强度增长因子与应变率对数之间具有近似线性函数关系,峰值应变与应变率对数之间具有近似二次多项式函数关系。 展开更多

关键词 BFRC 动态力学性能 动态压缩强度 应变率硬化

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铝合金6061-T6高速切削物理仿真材料本构模型 被引量：5

3

作者 徐道春 冯平法 +1 位作者 郁鼎文 吴志军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期273-277,共5页

在分离式Hopkinson压杆实验(SHPB)和准静态压缩实验装置上对铝合金6061-T6进行了高温(20～500℃)高应变率(达104/s)下的动、静态力学性能实验,在获得应变强化、应变率强化和热软化效应曲线的基础上,修正了经典的JC(Johnson-Cook)方程,... 在分离式Hopkinson压杆实验(SHPB)和准静态压缩实验装置上对铝合金6061-T6进行了高温(20～500℃)高应变率(达104/s)下的动、静态力学性能实验,在获得应变强化、应变率强化和热软化效应曲线的基础上,修正了经典的JC(Johnson-Cook)方程,并在仿真模型中验证了所得MJC方程的有效性。研究表明:铝合金6061-T6材料流变应力随应变和应变率的升高而升高,随变形温度升高而降低;提出的JC修正方程较JC方程具有更高的本构关系描述精度;所获得的铝合金6061-T6材料本构方程,为该材料高速切削物理仿真提供了精确的动、静态材料模型参数。 展开更多

关键词 分离式Hopkinson压杆技术 应变强化 应变率强化 热软化效应

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考虑应变、应变率和温度耦合作用下航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb本构模型的建立

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作者 张继林 张又铭 +3 位作者 罗文翠 易湘斌 唐林虎 姚家宝 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2023年第6期149-159,共11页

航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb具有优良的特性,广泛应用在各个机械的重要零部件上,零件的加工过程伴随着大应变、高温和高应变率,基于此考虑耦合关系建立能够真实反映切削力学性能的本构模型,为切削仿真提供可靠的数据。以航空不锈钢0Cr17Ni4... 航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb具有优良的特性,广泛应用在各个机械的重要零部件上,零件的加工过程伴随着大应变、高温和高应变率,基于此考虑耦合关系建立能够真实反映切削力学性能的本构模型,为切削仿真提供可靠的数据。以航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb为研究对象,利用万能试验机(UTM5305)和高温分离式霍普金森试验装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB,ALT1000)分别进行准静态压缩试验(温度为25℃,应变率为0.1、0.01、0.001s^(-1))和动态冲击试验(温度为25、350、500、650℃,应变率为750、1500、2000、2600、3500、4500 s^(-1)),获得该材料的应力应变关系,并分析其力学性能,结果表明该材料具有应变硬化效应、温度软化效应、应变率强化效应和增塑效应。综合应变、应变率和温度三者相互作用,建立耦合作用下的Johnson-Cook(JC)本构方程,统计分析了试验数据与预测数据(原JC本构方程和修正JC本构方程数据),原JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.96833和4.77%;修正JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.987513和0.51%,表明修正JC本构方程更加准确、可靠预测高应变率下应力应变的关系。 展开更多

关键词 航空不锈钢 0CR17NI4CU4NB JC本构模型 应变率强化 增塑效应 耦合作用

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仿生结构Ti-Ta金属-金属复合材料的动态力学行为 被引量：2

5

作者 李谋 刘咏 +4 位作者 刘彬 汪冰峰 李年丰 徐圣航 陈曼可 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1818-1827,共10页

仿贝壳结构或层状结构材料同时具有高的强度和韧性,是当前材料结构优化的重要设计模型之一。通过粉末冶金与热加工方法制备具有仿生结构特征的Ti-Ta金属-金属复合材料,并研究其动态力学行为。结果表明:仿生界面结构对Ti-Ta复合材料的变... 仿贝壳结构或层状结构材料同时具有高的强度和韧性,是当前材料结构优化的重要设计模型之一。通过粉末冶金与热加工方法制备具有仿生结构特征的Ti-Ta金属-金属复合材料,并研究其动态力学行为。结果表明:仿生界面结构对Ti-Ta复合材料的变形行为具有重要影响,使材料的破坏行为表现为裂纹桥联和局部层裂,在力学变形上也表现出明显的应变速率强化、应变强化以及绝热软化特征。材料的屈服强度随着应变速率的提高而提高;在高应变速率下,随着变形量的增加,流变应力变化得较为平缓。采用改进的Johnson-Cook (J-C)本构模型能很好地描述Ti-Ta复合材料的动态行为,同时发现,Ti-Ta复合材料的应变速率强化指数C远低于纯Ta的,而略低于纯Ti的。 展开更多

关键词 Ti-Ta金属-金属复合材料 应变速率强化 绝热软化 Johnson-Cook本构模型

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Si_3N_4p/Al复合材料动态压缩性能研究 被引量：1

6

作者 王扬卫 于晓东 +2 位作者 王富耻 马壮 韩国峰 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期7-9,共3页

采用无压浸渗的方法制备了陶瓷(Si3N4p)含量为34.4%、46.3%和51.4%的3种Si3N4p/Al复合材料,应用分离式霍普金森压杆装置测试了复合材料在不同应变率下的动态压缩性能,并与准静态压缩性能进行了比较。分析了应变速率和陶瓷含量对复合材... 采用无压浸渗的方法制备了陶瓷(Si3N4p)含量为34.4%、46.3%和51.4%的3种Si3N4p/Al复合材料,应用分离式霍普金森压杆装置测试了复合材料在不同应变率下的动态压缩性能,并与准静态压缩性能进行了比较。分析了应变速率和陶瓷含量对复合材料动态性能的影响规律,探讨了复合材料微观组织特征对复合材料动态性能的影响机制。研究结果表明,Si3N4p/Al复合材料的动态压缩强度高于准静态压缩强度;在动态压缩过程中,高应变率载荷导致复合材料铝合金基体中具有高位错累积速率和较高的温升,因而复合材料动态压缩响应表现为"应变率硬化"效应和"热软化"效应的耦合。复合材料的动态压缩强度随着陶瓷含量增加而增加;热软化效应则随陶瓷含量增加、铝合金变形能力下降而相应减弱。 展开更多

关键词 复合材料 Si3N4p/Al 动态性能 应变率硬化 热软化

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W颗粒增强Ti基金属−金属复合材料的准静态和动态力学行为

7

作者 李谋 周睿 +3 位作者 杜萌 曹远奎 刘彬 刘咏 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期66-75,共10页

Ti基金属−金属复合材料具有良好的强度和塑性等综合性能。采用扫描电子显微术(SEM)、X射线衍射(XRD)、材料力学性能试验、分离式霍普金森压杆(SHPB)、MATALAB软件等分析技术研究了W颗粒增强Ti基金属−金属复合材料(Ti-W)在准静态和动态... Ti基金属−金属复合材料具有良好的强度和塑性等综合性能。采用扫描电子显微术(SEM)、X射线衍射(XRD)、材料力学性能试验、分离式霍普金森压杆(SHPB)、MATALAB软件等分析技术研究了W颗粒增强Ti基金属−金属复合材料(Ti-W)在准静态和动态下的力学行为。结果表明:Ti-W复合材料具有β-Ti相和β-W相组成的双相异质结构;当W元素含量大于25%(摩尔分数)时,组织中析出细小的富W相。Ti-W复合材料在准静态下的最高屈服强度和极限强度可达1567 MPa(Ti-30W)和1726 MPa(Ti-30W);动态下最高屈服强度和极限强度可达2148 MPa(Ti-15W)和2908 MPa(Ti-30W)。因此,Ti-W复合材料具有明显的应变速率强化效应。比较了改进的Johnson-Cook(JC)本构模型和Back-Propagation(BP)神经网络模型对Ti-W复合材料力学行为的适用性,发现BP神经网络能更好地描述Ti-W复合材料在准静态和动态下的力学行为。 展开更多

关键词 Ti-W金属−金属复合材料 应变速率强化 Johnson-Cook(JC)本构模型 Back-Propagation(BP)神经网络模型

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685装甲钢动态拉伸与压缩性能研究 被引量：1

8

作者 武海玲 苗成 +3 位作者 白利红 钟涛 史超 杨林 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第7期90-93,132,共5页

对装甲车辆应用的685装甲钢背板,通过调节加载气压进行了霍普金森杆动态拉伸与压缩力学性能试验,对应力-应变曲线分析得出,685装甲钢的动态拉伸屈服强度和抗拉强度随应变率的增大而增大,且在0. 5~1. 7加载气压获得最大动态拉伸屈服强度1... 对装甲车辆应用的685装甲钢背板,通过调节加载气压进行了霍普金森杆动态拉伸与压缩力学性能试验,对应力-应变曲线分析得出,685装甲钢的动态拉伸屈服强度和抗拉强度随应变率的增大而增大,且在0. 5~1. 7加载气压获得最大动态拉伸屈服强度1 780 MPa较静态拉伸屈服强度有一定的提高,在动态拉伸过程中,685装甲钢有一定的应变率强化作用;动态压缩屈服强度和抗压强度在1. 2~2. 0加载气压随应变率的增大而增大,获得的最大动态压缩屈服强度3 200 MPa较静态压缩屈服强度1 499 MPa大幅提高,在动态压缩过程中,685装甲钢具有很强的应变强化作用,为常用装甲钢材料提供动态力学性能数据。 展开更多

关键词 685装甲钢 动态力学性能 动态屈服强度 应变强化

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粗骨料粒径对混凝土动态压缩行为的影响研究 被引量：4

9

作者 王江波 丁俊升 +2 位作者 王晓东 杜忠华 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期29-39,共11页

粗骨料作为混凝土材料组成最主要的部分,对混凝土力学性能和破坏模式有着很重要的影响。为了研究粗骨料平均粒径对混凝土动态力学性能的影响规律,针对不同平均粗骨料平均粒径(6、12、24 mm)的混凝土和砂浆材料进行了一系列SHPB试验,得... 粗骨料作为混凝土材料组成最主要的部分,对混凝土力学性能和破坏模式有着很重要的影响。为了研究粗骨料平均粒径对混凝土动态力学性能的影响规律,针对不同平均粗骨料平均粒径(6、12、24 mm)的混凝土和砂浆材料进行了一系列SHPB试验,得到了不同应变率下各试件的应力-应变曲线,并对每种材料的动态增长因子(dynamic increase factor,DIF)与应变率的对数进行了线性拟合。结果表明:砂浆和混凝土材料的抗压强度具有明显的应变率效应,其动态抗压强度随着应变率的增加而逐渐增大,应力-应变曲线呈现相似的变化趋势;在相同的动态应变率条件下,平均粗骨料粒径为12 mm的混凝土的动态抗压强度最大,这与准静态条件下砂浆抗压强度最大截然不同;不同粗骨料粒径混凝土材料的应变率强化系数均大于砂浆材料,且随着粗骨料无量纲尺寸的增大,混凝土材料的应变率强化因子呈现先增大后减小的趋势。 展开更多

关键词 粗骨料平均粒径 动态压缩 混凝土 应变率强化因子 SHPB

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船用921A钢高温、高应变率下动态本构模型研究 被引量：3

10

作者 吴海军 王可慧 +3 位作者 李明 段建 周刚 张庆明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期46-53,共8页

921A钢是我国重要的舰船结构钢,研究921A钢在高温、高应变率条件下的动态力学性能对舰船结构防护设计和安全评估具有重要意义。采用电子万能试验机和带有同步组装系统的高温Hopkinson压杆试验装置,对921A钢在不同温度(25~500℃)、不同... 921A钢是我国重要的舰船结构钢,研究921A钢在高温、高应变率条件下的动态力学性能对舰船结构防护设计和安全评估具有重要意义。采用电子万能试验机和带有同步组装系统的高温Hopkinson压杆试验装置,对921A钢在不同温度(25~500℃)、不同应变率(0.001~4000 s^(-1))下的准静态和动态力学性能进行了研究。结果表明,921A钢具有明显的应变率强化效应和热软化效应,应变率强化效应随温度升高逐渐减弱,热软化效应对应变率变化不敏感。考虑了应变、应变率和温度对力学性能的影响,拟合得到了921A钢的Johnson-Cook本构模型参数。开展了弹体高速撞击双层921A钢板的试验,并采用得到的Johnson-Cook本构模型参数进行了数值仿真,靶板弹孔平均直径和破坏形貌的仿真结果与试验结果吻合较好,验证了该模型能够较好地描述921A钢在高速冲击条件下的动态力学行为。 展开更多

关键词 固体力学 921A钢 动态力学性能 应变率强化效应 热软化效应 Johnson-Cook本构模型

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基于Z-A模型的GH4169高温合金动态本构关系 被引量：2

11

作者 邹品 赵振华 +4 位作者 闫欢松 孔祖开 刘璐璐 关玉璞 陈伟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期67-71,77,共6页

采用分离式霍普金森压杆试验研究了GH4169高温合金在温度20~400℃和应变速率1 000~3 000s-1时的流变应力-应变曲线,利用Zerilli-Armstrong(Z-A)本构模型描述了流变应力与应变的关系,确定了本构模型的参数,并对该模型进行试验验证。结果... 采用分离式霍普金森压杆试验研究了GH4169高温合金在温度20~400℃和应变速率1 000~3 000s-1时的流变应力-应变曲线,利用Zerilli-Armstrong(Z-A)本构模型描述了流变应力与应变的关系,确定了本构模型的参数,并对该模型进行试验验证。结果表明:GH4169高温合金存在明显的应变速率强化效应和温度软化效应,流变应力和应变呈近线性关系;所建立的Z-A本构模型能够准确地描述GH4169高温合金在不同温度和不同应变速率下的流变行为,其平均相对误差的平均值为2.65%。 展开更多

关键词 GH4169高温合金 Zerilli-Armstrong本构模型 应变速率强化效应 温度软化效应

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