机械工程学报

作者：邓云飞, 张永, 曾宪智, 杨永刚

单位：中国民航大学航空工程学院 天津 300300

关键词：应力状态,断裂准则,Lode参数,数值模拟,应力三轴度；

基金：国家自然科学青年基金（11702317）和中央高校基本科研业务费中国民航大学专项（3122019076）资助项目。

为研究应力三轴度、Lode角、温度和应变率对6061-T651铝合金材料断裂特性的影响，利用万能材料试验机，分别进行不同应力状态、温度和应变率下的材料力学性能测试试验。首先，通过测试试验发现，6061-T651铝合金材料的断裂应变随应力三轴度的增加而减小，并且在低应力三轴度范围内，Lode角对材料断裂应变影响十分明显。当材料温度低于250℃时，温度对材料流动应力有显著影响，断裂应变基本不受温度影响；当材料温度高于250℃时，温度对材料的流动应力和断裂应变都具有显著影响。此外，应变率对6061-T651铝合金材料的断裂应变无显著影响。其次，基于力学性能试验结果，修正Johnson-Cook（J-C）断裂准则得到Modified Johnson-Cook（MJC）准则，标定MJC和Modified Mohr-Coulomb（MMC）断裂准则的各项参数。最后，采用一级气炮进行球形弹体撞击6061-T651铝合金板试验，得到靶板的弹道极限速度和失效模式。采用ABAQUS/Explicit有限元软件建立相应的弹体撞击靶板三维模型，进行数值模拟计算。通过对比试验与数值模拟结果，验证模型及其参数的有效性。相对于Lode角无关的MJC断裂准则，Lode角相关的MMC断裂准预测结果更接近于试验。

来源：2020年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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