功能材料2024，Vol.55Issue(2) ：2215-2223.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.02.027

基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

Construction of SiCp/Al intrinsic model based on analysis of static and dynamic mechanical properties of materials

王荣 赵嫚 赵克光 茅健 张立强 郭维诚
功能材料2024，Vol.55Issue(2) ：2215-2223.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.02.027
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基于材料静动态力学性能分析的SiCp/Al本构模型构建

Construction of SiCp/Al intrinsic model based on analysis of static and dynamic mechanical properties of materials

王荣 1赵嫚 1赵克光 2茅健 1张立强 1郭维诚3
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作者信息

  • 1. 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620;机械工业航空大型复杂薄壁件智能制造重点实验室,上海 201620
  • 2. 华中光电技术研究所,武汉 430070
  • 3. 上海理工大学 机械工程学院,上海 200093
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摘要

基于SiCp/Al复合材料的静态和动态力学性能分析,构建SiCp/Al复合材料的本构模型.针对体积分数为20％的SiCp/2a14Al复合材料采用电子万能试验机进行准静态拉伸试验,研究材料的静态力学性能;采用霍普金森压杆试验进行不同温度(20～400℃)、不同应变率(500～3000 s-1)动态压缩试验,分析材料的动态力学性能.基于材料静态及动态下应力-应变试验数据构建SiCp/Al复合材料的Johnson-Cook(JC)本构模型,并通过遗传算法对模型进行优化.结果表明,SiCp/Al复合材料在准静态条件下表现出应变强化效应;在动态载荷条件下,材料流动应力随着应变速率的增加而增加,表现出应变率强化效应,这与碳化硅颗粒的体积分数有关;随着温度的增加,流动应力减小,表现为温度软化效应.最小二乘法拟合的JC模型与试验值的平均误差较大,经过遗传算法优化后模型误差减小,能够准确预测SiCp/2a14Al复合材料的流变行为.

关键词

SiCp/Al复合材料/静态力学特性/动态力学特性/本构模型/遗传算法

Key words

SiCp/Al composites/static mechanical properties/dynamic mechanical properties/intrinsic structure model/Genetic Algorithm

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基金项目

国家自然科学基金青年基金(52205485)

上海市浦江人才计划(20PJ1404700)

上海工程技术大学青年科研团队培育计划(QNTD202112)

出版年

2024
功能材料
重庆材料研究院 中国仪器仪表学会仪表材料学会

功能材料

CSTPCD北大核心
影响因子：0.918
ISSN：1001-9731
参考文献量22
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