本文選題：應(yīng)變率 + 流動(dòng)應(yīng)力　； 參考：《寧波大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鋁合金板材是車身輕量化最重要的材料之一,本文選用A6C16-T4鋁合金作為研究對(duì)象,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析研究應(yīng)變率對(duì)該鋁合金流動(dòng)應(yīng)力的影響以及應(yīng)力三軸度對(duì)該鋁合金斷裂失效行為的影響。其主要內(nèi)容為:首先,本文通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)沖擊拉伸實(shí)驗(yàn)分析研究了應(yīng)變率對(duì)A6C16鋁合金力學(xué)性的影響。結(jié)果表明:A6C16鋁合金有著良好的塑性變形能力,在不同應(yīng)變率范圍內(nèi)應(yīng)變率對(duì)其力學(xué)性能有著不同的影響,當(dāng)在較低應(yīng)變率(0.00033~0.033s~(-1))條件下抗拉強(qiáng)度會(huì)隨著應(yīng)變率的增加有一定的減小。在中等應(yīng)變率條件下該鋁合金表現(xiàn)出正相關(guān),隨著應(yīng)變率的增加,其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也發(fā)生相應(yīng)的增加;隨著應(yīng)變率的增加該合金的斷裂應(yīng)變會(huì)有所增加,應(yīng)變率可以提高該合金的塑性變形能力,但是斷裂強(qiáng)度隨著應(yīng)變率的升高不會(huì)有太大的變動(dòng)�；贘ohnson-Cook簡(jiǎn)化本構(gòu)模型,建立該鋁合金的率相關(guān)塑性變形本構(gòu)模型,最后利用有限元軟件LS-DYNA對(duì)動(dòng)態(tài)沖擊拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值仿真,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。其次,本文通過(guò)平板實(shí)驗(yàn)、剪切實(shí)驗(yàn)、缺口實(shí)驗(yàn)、開孔實(shí)驗(yàn)得到試樣斷裂位置處2mm標(biāo)距段的應(yīng)變,分析研究了應(yīng)力三軸度對(duì)A6C16鋁合金斷裂失效應(yīng)變的影響,并利用有限元軟件對(duì)以上試樣進(jìn)行仿真驗(yàn)證各個(gè)試樣的應(yīng)力三軸度。結(jié)果表明:試樣所受應(yīng)力狀態(tài)對(duì)A6C16鋁合金斷裂失效應(yīng)變有著較大的影響。剪切實(shí)驗(yàn)應(yīng)力三軸度接近零,其剪切斷裂應(yīng)變可達(dá)95.17%,隨著應(yīng)力三軸度的增加斷裂失效應(yīng)變逐漸減小,當(dāng)三軸度達(dá)到0.48時(shí),降至最低約為46.32%。隨后,斷裂失效應(yīng)變又隨著三軸度的增加而增加。最后利用有限元軟件LS-DYNA對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值仿真,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。最后,本文通過(guò)有限元軟件LS-DYNA對(duì)穿孔實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有限元數(shù)值仿真計(jì)算,驗(yàn)證了材料模型參數(shù)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著較高的吻合度,并且試樣變形過(guò)程以及斷裂形狀類似,本文所得到的材料參數(shù)可以直接運(yùn)用于整車碰撞有限元數(shù)值仿真計(jì)算中。
[Abstract]:Aluminum alloy sheet is one of the most important materials for body lightweight. In this paper, A6C16-T4 aluminum alloy is selected as the research object. The effect of strain rate on the flow stress of the aluminum alloy and the effect of stress triaxiality on the fracture failure behavior of the aluminum alloy were studied by a large number of experiments. The main contents are as follows: firstly, the effect of strain rate on mechanical properties of A6C16 aluminum alloy was studied by quasi-static uniaxial tensile test and dynamic impact tensile test. The results show that the weight A6C16 aluminum alloy has good plastic deformation ability, and the strain rate has different influence on its mechanical properties in different strain rate range. The tensile strength will decrease with the increase of strain rate when the strain rate is lower than 0.00033 ~ 0.033 s-1 ~ (-1). The yield strength and tensile strength of the alloy increase with the increase of strain rate, and the fracture strain of the alloy increases with the increase of strain rate. The strain rate can improve the plastic deformation ability of the alloy, but the fracture strength does not change greatly with the increase of the strain rate. Based on the Johnson-Cook simplified constitutive model, the rate-dependent plastic deformation constitutive model of the aluminum alloy is established. Finally, the dynamic impact tensile experiment is simulated by the finite element software LS-DYNA, and the simulation results are in good agreement with the experimental results. Secondly, the strain of 2mm distance at fracture location of A6C16 aluminum alloy is obtained by plate test, shear test, notch test and open hole test. The effect of stress triaxiality on fracture failure strain of A6C16 aluminum alloy is studied. The stress triaxiality of each specimen is verified by finite element software. The results show that the stress state of the specimen has great influence on the fracture failure strain of A6C16 aluminum alloy. When the triaxiality of shear stress is close to zero, the shear fracture strain can reach 95.17. With the increase of triaxiality of stress, the failure strain of fracture decreases gradually, and when the triaxiality reaches 0.48, the minimum is about 46.32. Subsequently, the fracture failure strain increases with the increase of triaxiality. Finally, the numerical simulation of the experiments is carried out by using the finite element software LS-DYNA, and the simulation results are in good agreement with the experimental results. Finally, the finite element simulation of the perforation experiment is carried out by the finite element software LS-DYNA, and the parameters of the material model are verified. The simulation results are in good agreement with the experimental results, and the deformation process and fracture shape of the samples are similar. The material parameters obtained in this paper can be directly applied to the finite element numerical simulation of vehicle collision.
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.21

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本文編號(hào)：2036094