基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

TG501; 基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析,构建SiCp/Al复合材料的本构模型.针对体积分数为20％的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验,研究材料的静态力学性能;采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3000 s-1)动态压缩试验,分析材料的动态力学性能.基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型,并通过遗传算法对模型进行优化.结果表明,SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应;在动态载荷条件下,材料流动应力随着应变速率的增加而...

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Published in功能材料 Vol. 55; no. 2; pp. 2215 - 2223
Main Authors 王荣, 赵嫚, 赵克光, 茅健, 张立强, 郭维诚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 机械工业航空大型复杂薄壁件智能制造重点实验室,上海 201620%华中光电技术研究所,武汉 430070%上海理工大学 机械工程学院,上海 200093 29.02.2024
上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620
Subjects
SiCp/Al composites
遗传算法
动态力学特性
static mechanical properties
静态力学特性
intrinsic structure model
dynamic mechanical properties
Genetic Algorithm
本构模型
SiCp/Al复合材料
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2024.02.027

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Summary:TG501; 基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析,构建SiCp/Al复合材料的本构模型.针对体积分数为20％的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验,研究材料的静态力学性能;采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3000 s-1)动态压缩试验,分析材料的动态力学性能.基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型,并通过遗传算法对模型进行优化.结果表明,SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应;在动态载荷条件下,材料流动应力随着应变速率的增加而增加,表现出应变率强化效应,这与碳化硅颗粒的体积分数有关;随着温度的增加,流动应力减小,表现为温度软化效应.最小二乘法拟合的JC模型与试验值的平均误差较大,经过遗传算法优化后模型误差减小,能够准确预测SiCp/2a14Al复合材料的流变行为.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.02.027