王学滨
稀有金属材料与工程
通过引入与Batra及Kim类似的观点,将绝热剪切带宽度定义为绝热剪切带的中心区域的宽度(W5%),在该区域上温度比其峰值小5%,利用Johnson-cook模型及梯度塑性理论分析Ti-6A1-4V绝热剪切带的厚度随环境温度的演变规律.计算表明,随着环境温度的升高,绝热剪切带宽度增加,这与许多实验观测结果一致.当绝热剪切带的总厚度在上限时,绝热剪切带宽度-环境温度曲线是稍微上凹的;但是,当绝热剪切带的总厚度在下限时,绝热剪切带宽度-环境温度曲线基本上是直线,著名的Dodd及Bai模型无法预测这些新现象.关于绝热剪切带宽度的计算结果非常接近于Liao及Duffy的实测结果.在忽略应变硬化的条件下,采用线性软化模型及梯度塑性理论推导w5%的简化解析式,发现环境温度、密度、热容、软化模量、剪切应力的增加使绝热剪切的敏感性降低,而功热转化因子及抗剪强度的降低使绝热剪切的敏感性降低.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
环境温度
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
,
绝热剪切敏感性
王学滨
稀有金属材料与工程
根据梯度增强的Johnson-Cook模型,对Ti-6Al-4V绝热剪切带中心区域的宽度(绝热剪切带宽度w5%)随平均塑性剪切应变的演变规律进行了预测.结果表明,随着平均塑性剪切应变的增加,w5%先是快速减小,然后趋于稳定.当绝热剪切带总宽度为0.3235 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的上限(55 μm);当绝热剪切带总宽度为0.0705 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的下限(12 μm).绝热剪切带宽度受多种因素影响,例如,材料特性、加载速度、环境温度、应力及应变状态.本文的分析是在绝热条件下进行的,不存在塑性功率与热传导达到平衡(稳态)的假定.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
平均塑性剪切应变
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
朱浩
,
齐芳娟
,
张洋
中国有色金属学报
对设计的拉伸剪切试样和原位拉伸剪切试样分别进行不同剪应变率下的拉伸剪切试验及原位拉伸剪切试验,研究6061铝合金在剪力状态下的力学性能及断裂行为,并用有限元软件ABAQUS对铝合金在剪应力状态下的断裂行为进行模拟.结果表明:随着剪应变率的增大,6061铝合金的剪切屈服强度和抗剪强度基本保持不变,但剪切断裂应变明显减小；剪应变率对试样的断口形貌没有影响；6061铝合金晶界是其最薄弱环节,在拉伸剪切过程中铝合金试样表面上产生了大量与拉伸方向平行的滑移带；微裂纹在剪应力作用下形核于与拉伸方向平行的滑移带和晶界,随着剪应力的增加,微裂纹长大和扩展；微裂纹之间通过剪切而连接导致试样断裂；6061铝合金剪切断裂行为可以用Johnson-Cook模型进行描述.
关键词:
6061铝合金
,
拉伸剪切
,
原位拉伸剪切
,
断裂行为
,
Johnson-Cook模型
王学滨
稀有金属材料与工程
通过引入与Batra及Kim类似的论点,将绝热剪切带宽度定义为绝热剪切带的中心区域的宽度(w5%),在该区域上温度比其峰值小5%,利用Johnson-Cook模型及梯度塑性理论分析Ti-6Al-4V绝热剪切带的厚度及应变率的影响.计算表明,在名义应变率的下限(800s-1)及上限(1400s-1)之间,当绝热剪切带的总厚度选取为0.3235及0.0705 mm时,计算结果非常接近于绝热剪切带宽度的上限(55 um)及下限(12 um).当应变率较低时,绝热剪切带较宽.随着应变率的增加,绝热剪切带宽度快速降低.在高应变率时,绝热剪切带宽度基本保持恒定.该理论结果与Dodd及Bai的理论结果有类似之处,与Weerasooriya及Beaulieu针对钨合金的实验结果非常一致,与Klepaczko及Rczaig的数值结果的前半部分相似.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
应变率
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
牛晓燕
,
李娜
,
树学峰
稀有金属材料与工程
在不同工况下,采用电子万能材料试验机和分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对低银无铅焊料Sn0.3Ag0.7Cu分别进行准静态和动态实验,分析了应变率和温度对Sn0.3Ag0.7Cu动态力学性能的影响.结果表明:低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的应力-应变曲线具有温度软化效应与应变率硬化效应.在不同的温度范围内,应变率硬化效应与温度软化效应对低银焊料Sn0.3Ag0.7Cu的塑性变形的影响是不同的.基于Johnson-Cook模型对实验数据进行拟合、修正得到低温和中高温下Sn0.3Ag0.7Cu的动态本构关系,并且与实验数据进行比较,两者在材料的塑性平台区表现出高度的一致性.
关键词:
低银无铅焊料
,
霍普金森压杆
,
温度效应
,
应变率效应
,
Johnson-Cook模型
郑春晓
,
范景莲
,
龚星
,
杨昌麟
,
刘涛
稀有金属材料与工程
利用霍普金森压杆(SHPB)分别对传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe和两种晶粒尺寸不同的93 W-4.9Ni-2.1Fe-0.03％Y进行动态力学性能测试.在温度(298～623 K)和应变率(102～103 s-1)范围内获得了相应的应力-应变曲线.结果表明:在相同的条件下,细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03％Y能在较小的应变下提前进入非稳定塑性变形阶段,3种钨合金并没有呈现出明显的应变率硬化现象.根据实验所得曲线,利用最小二乘法拟合了Johnson-Cook (JC)模型的参数,实验值和预测值吻合度不高,最大相对误差为10％.由于极限强度和应变率近似指数关系对模型中的应变率敏感系数C进行了修正,修正后预测结果与实验数据吻合得很好,最大相对误差为-3.4％.比较3种钨合金JC模型的参数,判断出细晶钨合金最易形成绝热剪切带.
关键词:
霍普金森压杆
,
细晶钨合金
,
Johnson-Cook模型
,
绝热剪切带(adiabatic shear band,ASB)
高永亮
,
胡士廉
,
陈巍
,
田雨江
,
杨阳
,
孙国进
,
贺勇
材料热处理学报
采用Hopkinson压杆对实验Fe-Mn-C TWIP钢进行了高应变速率(1202 ～2532 s-1)下的动态力学性能测试.结果表明:实验TWIP钢具有较为明显的应变速率效应,随应变速率的提高材料的强度和塑性均增加;随应变速率的提高材料的能量吸收值也随之增加.结合准静态压缩(0.001 s-1)实验数据,优化拟合了Johnson-Cook模型中的各参数,获得了材料的动态力学本构方程,拟合结果与实验结果具有较高的一致性.
关键词:
Fe-Mn-C TWIP钢
,
动态力学性能
,
高应变速率
,
Johnson-Cook模型
,
能量耗散值
刘英光
,
琚荣源
,
李慧君
,
赵光艺
材料研究学报
由微米级粗晶颗粒和纳米级纳晶颗粒组成的纳米晶双峰材料不仅具有高强度,还具有较高的延性.根据Taylor强度理论和Johnson-Cook模型提出纳米晶双峰材料的一个新的本构模型,研究了晶粒尺寸和纳米裂纹对纳晶双峰材料本构及失效行为的影响,并进行了数值计算.结果表明,模型预测的结果与实验结果有很好的一致性.由计算结果可知:在纳晶双峰材料中,纳晶基体能提供高强度,粗晶能有效提高材料延性;纳米裂纹的存在不会导致破坏,反而对应变硬化起积极作用.
关键词:
金属材料
,
本构行为
,
纳米晶双峰材料
,
Taylor强度理论
,
Johnson-Cook模型
