基于平面应变压缩的AZ80镁合金本构模型研究

发布时间：2021-03-08 11:23

　　基于平面应变压缩实验,在温度为623和673 K、应变速率为0.0003、0.03、0.05和0.1 s-1条件下对AZ80镁合金的高温应力应变变化规律进行热模拟研究,建立了应变补偿的Arrhenius本构模型和基于蠕变方程的少参数本构模型。当应变速率为0.03～0.1 s-1时,两种模型流变应力预测值和实验值的平均相对误差分别为2.8%和3.77%,两种模型的预测精度均较高。在小应变速率0.0003 s-1时,基于蠕变方程的少参数本构模型的流变应力预测值平均相对误差为6.2%,预测精度高于应变补偿的Arrhenius本构模型。将两种模型导入有限元软件ABAQUS中,在温度为653 K、应变速率为0.0003和0.05 s-1条件下进行等温热压缩模拟,获得载荷-位移曲线。结果表明,在小应变速率下,基于蠕变方程的少参数本构模型的模拟结果和实验结果能更好吻合。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(10)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

平面应变压缩实验示意图

图2是AZ80镁合金平面应变压缩的等效应力-应变曲线。从图2得出，材料主要经历了加工硬化、软化和动态回复3个阶段。在相同的温度下，应变速率越大，材料的流变应力越高。当应变速率较大时，位错聚集的速度较快，使得应力难以释放，最终导致了流变应力的增大。在相同的应变速率下，材料的流变应力随着温度的升高而降低。当温度升高时，原子的扩散能力增加，使位错运动的阻力减小，最终导致流变应力减小[16]。首先，采用应变速率为0.03～0.1 s-1的应力-应变曲线，分别建立应变补偿的Arrhenius模型和基于蠕变方程的少参数本构模型;然后采用应变速率为0.0003 s-1的应力-应变曲线验证两种模型在小应变速率下的准确性。并用式(5)计算平均相对误差。

采用应变补偿方法，将应变引入双曲正弦本构模型的参数中，建立以本构模型参数为因变量，应变为自变量的五次多项式[18]。通过拟合求解出本构模型参数的五次多项式，拟合出的多项式参数如表1所示。图4 峰值应力的实验值和预测值对比

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3070966