纯铁材料动态力学性能测试及本构模型

来源: http://www.chuntie.com.cn/  作者: http://www.chuntie.com.cn/  时间: 2013-12-09

        纯铁材料具有优良的塑性、冲击韧性和电磁性能，在国防、能源、电子以及航空航天等领域有着广泛的应用，例如用于爆炸成型弹丸中的药形罩、航空航天仪器仪表、爆轰试验中的飞片等。金属材料在高速冲击、切削加工等动态载荷作用下将经历高温、高应变、高应变率为特征的大塑性变形，动态载荷作用下的材料力学性能与静态载荷下的性能有显著的区别。在爆轰、高速冲击、切削加工等环境中，材料的流动应力随应变速率的增加而提高、随温度升高而降低，呈现应变率强化效应和热软化效应，而且伴随绝热过程，力学效应与热血效应耦合在一起。因此建立能够描述纯铁材料在高速变形条件下的动态力学性能和本构模型，对于纯铁材料在兵器、航空航天等方面的良好应用具有重要的科学价值，也是开展数值模拟研究的基础。包卫平等通过试验获得了高温、高温应变率下纯铁材料的应力-应变曲线，探讨了纯铁材料的热软化效应、应变率强化和应变强化效应的影响机制，建立了能偶预测纯铁塑性流变应力的johnson-Cook本构模型。郭伟国等建立了几种典型BCC金属塑性流动应力在不同应变率、不同温度下的本构模型，得出BCC金属的流变应力对应变率和温度非常敏感、但加载历史对流动应力的影响较小的实验结果。殷雯等开展了纯铁材料在不同冲击速度和不同冲击次数下的动态强化机制试验，探讨了纯铁材料动态屈服强度上升的微观机理。杨卓越等的试验结果表明纯铁材料在冲击波作用下的增塑机制是由绝热温升和亚结构的不稳定性使得位错不断重新排列引起的。