机械工程学报

作者：方进秀, 张兴权, 王会廷, 谢玲玲

单位：1. 安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室 马鞍山 243002;2. 安徽工业大学冶金工程学院 马鞍山 243002;3. 马鞍山瑞辉实业有限公司 马鞍山 243002;4. 安徽工业大学机械工程学院 马鞍山 243002

关键词：5052铝合金,霍普金森拉杆,动态本构关系,Johnson-Cook本构模型；

基金：冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室2020年度开放基金(SKF20-03)、安徽省自然科学基金(1908085QE229,1708085ME110)、安徽省重点研究与开发计划(201904a05020065)和安徽工业大学校青年基金(QZ201802)资助项目。

为了提高5052铝合金在应用中的安全性，准确的计算结构件在复杂载荷下的强度，非常有必要对材料在不同应变率下的力学性能进行研究。本文分别采用高温电子万能试验机和霍普金森拉杆装置对其进行了准静态和高应变率下的拉伸试验，得到了材料的应力-应变曲线，构建了能够准确描述其塑性变形行为的本构模型。结果表明：5052铝合金具有明显的应变率敏感性，且随着应变率的增加，其屈服强度和强度极限不断增加。基于试验结果，本文提出采用一种修正的Johnson-Cook模型来拟合材料的动态本构关系，拟合结果与试验数据吻合度较高；进一步使用ANSYS软件用此模型模拟了高应变率下试样的单向拉伸过程，提取典型节点的应力应变曲线，模拟结果与试验结果相吻合。说明本文所建立的修正Johnson-Cook模型能够较好地描述5052铝合金的动态特性，可为实际工程中的数值模拟问题提供数据支持，从而为零部件的加工工艺、结构设计和实际生产提供可靠的参考和有效的指导。

来源：2022年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第8期