机械工程学报

作者：陈睿, 程诗敏, 温仕成, 赵子衡, 彭锐涛, 胡聪芳, 肖湘武

单位：1. 湘潭大学机械工程与力学学院 湘潭 411105;2. 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心 湘潭 411105

关键词：7150-T6航空铝合金,结构优化,Johnson-Cook本构模型修正,SHPB试验；

基金：湖南省教育厅优秀青年(22B0109)、国家自然科学基金(11602212)、湖南省杰出青年基金(2022JJ10045)、湖南省自然科学基金(2018JJ3509)和湖南省教育厅一般(19C1785)资助项目。

为了提高薄壁结构的耐撞性能，提出了一种改进的Johnson-Cook材料本构模型，结合数值计算和智能算法开展了航空铝合金薄壁开孔结构优化设计。对7150-T6航空铝合金材料进行了静动态压缩试验，其结果表明该材料具有显著的应变速率敏感性。综合材料的静动态力学特性，提出一种改进的Johnson-Cook模型，并且通过试验验证该模型能更好地描述材料的动态力学行为。结合改进的本构模型和分离式霍普金森压杆试验，建立有效可靠的薄壁圆管霍普金森杆轴向冲击有限元模型，并探讨了等距离设置长方形孔对薄壁圆管构件的耐撞性和最大峰值载荷的影响。利用遗传算法开展航空铝合金薄壁开孔圆管的多目标优化设计，并将其优化结果与试验进行验证。结果表明：改进的模型能够很好地描述7150-T6航空铝合金在不同应变速率下的塑性流动应力特性，且优化后的开孔圆管具有较好的耐撞性能和稳定的变形模式，能为薄壁结构的设计与性能研究提供有效参考。

来源：2024年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2024年第11期