AA7075高强铝合金热冲压流变行为本构模型对比研究

在热冲压过程中,AA7075高强铝合金板料经充分固溶后移入室温模具进行冲压成形并淬火。为表征AA7075铝合金在热冲压工艺中的变形行为,在温度200~480℃、应变速率0.01~10s-1范围内进行了高温拉伸试验。基于Arrhenius类型本构模型、Johnson-Cook模型以及Zerilli-Armstrong模型提出了多种修正本构模型,并应用实验所获流变曲线进行了拟合。提出的修正模型通过将模型参数表示为应变、应变速率及温度相关的多项式函数耦合了应变、应变速率及温度对流变应力的影响,并通过均方误差(MSE)以及相关系数R值对模型流变应力预测准确性进行了评价。结果表明,修正的Johnson-Cook模型能够更加准确的预测AA7075高温流变行为。     

AA7075高强铝合金热冲压流变行为本构模型对比研究（英文）

在热冲压过程中,AA7075高强铝合金板料经充分固溶后移入室温模具进行冲压成形并淬火。为表征AA7075铝合金在热冲压工艺中的变形行为,在温度200~480℃、应变速率0.01~10s-1范围内进行了高温拉伸试验。基于Arrhenius类型本构模型、Johnson-Cook模型以及Zerilli-Armstrong模型提出了多种修正本构模型,并应用实验所获流变曲线进行了拟合。提出的修正模型通过将模型参数表示为应变、应变速率及温度相关的多项式函数耦合了应变、应变速率及温度对流变应力的影响,并通过均方误差(MSE)以及相关系数R值对模型流变应力预测准确性进行了评价。结果表明,修正的Johnson-Cook模型能够更加准确的预测AA7075高温流变行为。     

TC4钛合金超塑成形流变行为

针对TC4钛合金超塑成形过程中的流变行为、表征及其应用进行了研究。首先,通过恒应变率高温拉伸试验获得TC4钛合金在高温下的流变行为,发现动态回复主要作用于低应变率的变形,动态再结晶主要作用于高应变率下的应力软化机制。此外,建立一套修正的本构模型用以表征材料的高温流变行为,预测值与试验值之间的平均相对误差为13.09%,证实该本构模型适应于表征钛合金超塑成形的应力-应变关系。最后,基于本构模型,结合ABAQUS有限元软件的CREEP蠕变子程序,考虑应变补偿的影响,开发了一种针对TC4钛合金高温超塑行为数值模拟的方法。以高温拉伸试验为研究对象,分别针对数值模拟应变率、应力和应变结果进行分析,验证了该方法的有效性。     

基于温度变化的AA5083合金拉伸变形行为描述

在温度为100℃~525℃,应变速率为0.008s-1、0.013s-1条件下,采用恒应变速率法研究AA5083合金板的流变行为,以及流变应力、变形温度与应变速率之间的关系。结果表明,在该条件下,AA5083合金受应变速率硬化与应变硬化共同作用;其应变速率敏感性指数随温度的升高逐渐增大,应变硬化指数随温度的升高逐渐减弱至零,而后略有增大。建立了材料基于温度变化的修正Fields-Backofen本构模型,其值与实验值吻合良好。     

超高强度钢板热流变行为试验研究及本构模型仿真分析

为研究超高强度钢板在高温下的热流变行为,以硼钢22MnB5为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在600～ 900℃温度区间,分别以0.01,0.1和ls-1的应变速率对样件进行等温拉伸试验,得到不同条件下的应力-应变关系曲线,试验表明,温度、应变速率、应变量对流变应力的影响存在相互作用.采用拟合多项式系数的方法拟合不同因素对流变应力的影响,建立硼钢22MnB5高温下的热流变行为的本构模型,计算结果与试验结果很好地吻合,验证了建立的本构关系模型能较为准确地预测不同条件下的应力-应变关系.     

高应变率下TC4-DT钛合金的动态力学性能及塑性本构关系

为研究TC4-DT钛合金的动态力学性能及其本构关系,在1000~8000 s-1应变率范围内,利用分离式Hopkinson压杆试验装置对该材料进行动态压缩试验,得到高应变率下的真实应力-应变曲线。结果表明:高应变率时TC4-DT钛合金材料存在应变率增强、增塑以及应变强化效应,其流变应力表现出较强的应变率敏感性。通过微观组织观察,发现高应变率变形时出现绝热剪切带是材料流变应力急剧减小的主要原因。改进Johnson-Cook本构模型中的温度项,利用试验数据对TC4-DT钛合金在高应变率下的动态塑性本构关系进行拟合,得到室温下该材料的动态塑性本构方程,模型计算结果和试验结果证明该模型可以更好地预测TC4-DT钛合金高应变率下的塑性流变应力。     

AA6082铝合金热变形损伤本构模型

利用Gleeble-1500热力模拟试验机在温度为425~525℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下对AA6082铝合金进行热拉伸试验,研究该合金的热变形行为。结果表明:变形温度、应变速率和应变对AA6082铝合金的流变应力影响显著,流变应力随变形温度的升高而下降,随应变速率的提高而增加;材料热变形经历了应变硬化段、稳态变形段和由损伤引起的流变应力陡降段。建立AA6082铝合金热变形统一黏塑性损伤本构模型,该模型综合考虑位错、硬化、损伤、应变、应变速率和温度等因素,借助遗传算法工具箱确定模型中材料常数。该模型能够较好地预测AA6082铝合金热变形时的流变应力,同时可以较好地描述材料的损伤演化行为。     

5083铝合金热压缩变流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上,当变形温度为300～500 ℃、应变速率为0.01～10 s-1、真应变为0～0.8时,采用圆柱体等温热压缩实验研究5083铝合金变形流变应力行为.通过分析流变应力指数函数中系数A、β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程.运用该本构方程对5083铝合金不同应变速率、变形温度及应变条件下的流变应力进行预测,发现流变应力预测值与温升修正值吻合得相当好.     

5083铝合金热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上,当变形温度为300-500℃、应变速率为0.01-10 s^-1、真应变为0-0.8时,采用圆柱体等温热压缩实验研究5083铝合金变形流变应力行为。通过分析流变应力指数函数中系数A、β与应变的关系,建立Zener-Hollomon参数的指数关系本构方程。运用该本构方程对5083铝合金不同应变速率、变形温度及应变条件下的流变应力进行预测,发现流变应力预测值与温升修正值吻合得相当好。     

基于热冲压工艺的AA6111铝合金热变形行为及本构模型

基于Gleeble-3500热模拟试验机,以AA6111铝合金板材为试验材料,在变形温度为425℃～525℃范围内、应变速率为0.01/s～1.0/s范围内进行了的高温拉伸测试,获得了材料在高温下的真应力-应变曲线。对拉断后的试样进行组织分析,阐述了不同变形条件下AA6111铝合金的组织对其高温流变行为的影响。研究结果表明:在高温下,AA6111铝合金的成形性随温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;采用改进的Arrhenius方程及Zerilli-Armstrong模型构建以温度、应变、应变速率为变量的AA6111铝合金流变应力本构模型,通过参数拟合计算,实验数据与模型计算结果吻合较好。