铝合金板在循环塑性变形下的韧性断裂行为模拟
铝合金循环塑性本构模型研究及应用
11.2
铝合金牌号
C2
72
C3
A5083-H111 2 303
132
1 163
A5083P-0
3 508
135
2 258
Ci
Ti
17 921 3 575
13 239 2 294
T3 141
134
Chaboche本构模型的随动硬化部分通过非线性的背应力张
量 《来描述材料进人塑性变形后屈服面在应力空间的刚体移动，
分析模型，在 Chaboche混合硬化本构模型的基础上，通过试验标
其 中 , 为 塑 性 应 变 变 化 范 围 。结 合 试 验 滞 回 曲 线 和 式
( 2 ) ,式 (3),可 得 到 一 组 数 据 点 （^ ，^ ) ，包 括 初 始 点 （0 , ^ 1 。），
对 上 述 数 据 点 采 用 式 （1 ) 进 行 非 线 性 拟 合 ，即 可 得 到 铝 合 金 A5083P-O 和 A5083-H1 1 1 的材料模型参数& 和 6,如 表 1 所 示 。
为 与 材 料 相 关 的 参 数 ，可 根 据 对 称 等 幅 应 变 单 轴 滞 回 试 验 得 到 的
1 图 循环塑性本构模型参数标定 1 表 本构模型参数标定
铝 合 金 牌 号 trlo/M Pa L /M P a
b
A5083-H111 136.6
117.1
9.0
A5083P-0
118.8
143.6
其 中 ，^ 和 < 分 别 为 第 i 圈的单轴最大拉应 力 和 最 大 压 应 力 ，如 图 l a )所 示 。第 i 圈 时 的 累 积 塑 性 应 变 可 按 式 (3)定义:
金属塑性成形过程韧性断裂的准则及其数值模拟
Ｒ ｅ ｒ ｙ在１ ９ ｅｓ ９ 年提出了三向应力作 ｉ 和Ｔｃ ｌ ６ ｃ ａ ］
用下材料的韧性断裂准则为：
的应用。最后介绍作者对几个典型工艺模拟的结
果。
１ ．
２韧性断裂准则
金属在加工过程中发生的断裂大多是韧性断 裂，很少发生脆性断裂。一般认为，金属中的韧
Ｋｃ ｎｖ １ ８ ａ ａ 在 ９ 年首先提出的另一种分析方 ｈｏ ５
法。这种研究方法主要是从细观 （ ｅ ｓ ｌ ｍ ｓ ｃｅ ｏａ） 的角度进行研究，对空洞的萌生和扩展角度进
行预测，建立空洞萌生准则。因为韧性断裂的
调整，局部调整还包括单元删除 （ ｅ ｔｎ Ｄ ｌ ｏ）、 ｅ ｉ
５０ ３
截
国家杰出青年科学基金资助项目（ ８５１） ５ ２１ ． ９ ７
５８ ２
主要是通过标准的常规实验来获取材料的实验数 据，然后用于对材料成形过程中的韧性断裂的判 断上，它还分二种，即应力、应变和应变能准 则，这类准则的代表是 Ｃ ｃｒ ｔ ａ ａ 准则。 ｏｋ ｆＬｔ ｍ ｏ－ ｈ 从所分析的尺度和方法上讲，它属于宏观断裂力 学的范畴。这种方法的缺陷是简单的力学实验条
申
虽然断裂问题在金属塑性加工中是一种常见 的现象，但是在早期的金属塑性加工数值模拟 中，却很少涉及到断裂问题的模拟。对工件断裂 的判断往往停留在强度理论上，以等效应力或等 效应变作为是否出现断裂的判据，这显然是承袭 了结构设计中的思想，实际上并不能满足加工工 艺研究的需要。于是许多学者提出了各种韧性断 裂破坏的判断方法，这些方法分为两类，第 类 称为基于实验的准则 （ｍ ｉ ａ Ｃｉｒ ） 它 Ｅ ｐｉ ｌ ｅａ 法， ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ
世纪二十年代开始由Ａ ．ｒ ｈ ．Ｇ咖ｔ发展起来的， Ａ 经
lsdyna-prepost中铝合金的材料参数
lsdyna-prepost中铝合金的材料参数引言概述：LS-DYNA Pre/Post是一种用于有限元分析的软件工具，它在工程领域中广泛应用。
铝合金是一种常见的材料，具有良好的强度和轻量化特性，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
在LS-DYNA Pre/Post中，铝合金的材料参数对模拟结果的准确性和可靠性具有重要影响。
本文将从三个方面详细阐述LS-DYNA Pre/Post中铝合金的材料参数。
正文内容：1. 材料力学性能参数1.1 弹性模量：铝合金的弹性模量是一个重要的材料参数，它反映了材料在受力时的变形能力。
LS-DYNA Pre/Post中需要准确输入铝合金的弹性模量，以确保模拟结果的准确性。
1.2 屈服强度：铝合金的屈服强度是指材料在受力时开始发生塑性变形的应力值。
在LS-DYNA Pre/Post中，准确输入铝合金的屈服强度可以帮助工程师更好地预测材料在实际工况下的变形和破坏行为。
1.3 断裂韧性：铝合金的断裂韧性是指材料在受力到破坏之间的能量吸收能力。
在LS-DYNA Pre/Post中，准确输入铝合金的断裂韧性可以帮助工程师更好地预测材料在受力过程中的破坏行为，并优化设计。
2. 材料本构模型参数2.1 弹塑性本构模型：LS-DYNA Pre/Post中常用的铝合金本构模型有弹塑性本构模型，它能够描述材料在受力时的弹性和塑性行为。
在设定铝合金的本构模型参数时，需要考虑材料的硬化行为、屈服准则等因素，以准确模拟材料的力学行为。
2.2 粘塑性本构模型：铝合金在高速冲击等特殊工况下可能发生粘塑性行为，因此在LS-DYNA Pre/Post中也可以选择粘塑性本构模型来描述铝合金的力学行为。
设定铝合金的粘塑性本构模型参数时，需要考虑材料的粘性行为、粘塑性转变等因素，以准确模拟材料的力学行为。
3. 材料损伤参数3.1 损伤模型：铝合金在受力过程中可能发生损伤现象，如微裂纹、孔洞扩展等。
5052铝合金冲压成形过程中韧性断裂的仿真研究
5052铝合金冲压成形过程中韧性断裂的仿真研究余海燕;王友【摘要】对5052铝合金进行单向拉伸试验，使用试验曲线拟合Voc e模型参数。
观察拉伸试样断口形貌，并使用光学显微镜测量拉伸试样断口的最小厚度。
结合单向拉伸仿真和试验结果，求解得到Cockcroft-Latham 韧性断裂准则中的材料参数。
将Voce 模型和Cockcroft-Latham 韧性断裂准则引入球头胀形仿真，并进行试验对比。
结果表明：采用该拟合的Voce 模型和Cockcroft-Latham韧性断裂准则预测所得零件开裂位置和裂口形状与试验结果吻合，采用的基于有限元仿真与简单试验相结合的材料参数反求方法具有求解方便、计算精度高的优点。
%The uniaxial tensile tests were conducted on 5052 aluminum alloy and Voce model parameters were determined by fitting with the experimental curves. The fracture surface was observed and the minimum thickness of it was measured with optical microscope. The material parameter of Cockcroft-Latham ductile damage criteria was achieved through uniaxial tensile simulation and test results. Voce model and Cockcroft-Latham ductile damage criterion were introduced into the numerical simulation of spherical bulging and simulation approach was employed to compare with the experimental results. The results show that the position and shape of the fracture surface simulated with Voce model and Cockcroft-Latham ductile damage criteria are in good agreement with the experimental ones. The method of material parameters identification based on finite element simulation and simple tests has high accuracy and can be applied conveniently.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】7页(P2975-2981)【关键词】铝合金;球头胀形;韧性断裂;数值模拟【作者】余海燕;王友【作者单位】同济大学汽车学院，上海 201804;同济大学汽车学院，上海 201804【正文语种】中文【中图分类】TG389铝合金由于具有密度低、耐腐蚀高、比强度高等特点，近来作为重要的轻质材料在汽车制造中被广泛使用[1-3]。
5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则
5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则刘康宁;郎利辉;续秋玉【摘要】In order to obtain the formation characteristics of 5A06 aluminium alloy sheets,uniaxial tensile tests were conducted under different conditions. From hot tensile and fracture tests,a modified Misiolek equation was defined that extrapolated the flow stress from the diffuse necking of the metal sheet. By using a radial basis unction (RBF)artificial neural network,a Crockroft-Latham ductile fracture threshold prediction model was also developed. An evaluation of the network compared model results with experimental data. Results show that the material flow stress is very sensitive to temperature and strain rate,and the RBF artificial neural network can predict the ductile fracture threshold with a maximum error of less than 10. 6％ .%为了获取材料在不同条件下成形性能指标,对5A06铝合金板材进行了热态单向拉伸试验,结合热态单向拉伸试验和韧性断裂试验结果,提出了一种修正Misiolek模型;利用修正模型的外插性能预测颈缩后板材流变应力,应用径向基函数神经网络算法建立了Cockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型,并对该模型进行了预测精度评估.结果表明,流变应力对温度及应变速率敏感,对比径向基函数网络模型预测误差小于10.6％.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】5页(P214-218)【关键词】铝合金;本构模型;热态;韧性断裂准则;径向基函数网络【作者】刘康宁;郎利辉;续秋玉【作者单位】北京航天发射技术研究所,北京100076;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;航天材料及工艺研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG146.2轻质合金材料一般在常温下具有较低的塑性，成形性能较差.在热态条件下的成形性大大提高，许多板材的成形技术［1］均利用了这一特点，使复杂结构薄壁类零部件的加工制造变为可能.然而在热态条件下，这类材料力学性能参数、成形极限、断裂阈值受温度、变形速度等多种因素影响，导致材料模型复杂，同时也对轻量化合金热态条件下的韧性断裂评判标准提出了更高要求.准确建立材料在相应条件下力学模型、获取材料在不同变形条件下成形性能指标一直是板材成形过程中工艺分析及工艺优化的关键.韧性断裂是板材塑性加工过程中重要的失效类型［2］，多数钣金成形工艺均把韧性断裂作为材料成形极限的重要指标.基于韧性损伤理论的韧性断裂准则是预测板料成形极限指标的有效方法.国内外学者在理论及试验研究基础上提出了多种韧性断裂准则［3-4］，其中应用较广的有 Cockroft-Latham 准则［5］、Brozzo 准则［6］及 Oyane 准则［7］.这些准则多采用阈值控制的方法，即某处材料超过了一定阈值便认为材料发生断裂.与传统的Swift失稳理论、M-K沟槽理论相比，金属韧性断裂理论可解决具有复杂应力状态及非线性加载历史的塑性成形的断裂失效问题.同时，由于金属韧性断裂模型具有简单、参数求解方便等优点，被广泛应用于成形过程数值仿真分析［8］.5A06铝合金是具有代表性的铝镁系防锈铝合金材料［9］，因其具有较高的比强度并有良好的耐腐蚀性及焊接性，在航空航天领域应用十分广泛.该材料在常温下塑性较差，加热条件下成形性会有明显改善，其热变形行为较为复杂，对变形条件十分敏感.本文中通过热态单向拉伸试验，获取了不同温度及应变率条件下5A06铝合金板材颈缩前的应力-应变曲线，在对比Misiolek模型基础上，提出了修正Misiolek本构模型，利用热态本构模型外插性能及数值积分法确定不同温度及应变速率条件下的Cockroft-Latham韧性断裂阈值.利用径向基函数人工神经网络算法对5A06-O 板材断裂阈值预测模型进行了训练.在建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程基础上，预测了200℃条件下宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验数据进行了对比.1 试验1.1 热态单向拉伸试验试验选择厚度为1.5 mm的5A06-O铝合金板材，其化学成分见表1，表中:wB为质量分数.采用长春试验机研究所CCS-88000电子万能试验机，根据GB/T 4338—2006《金属材料高温拉伸试验方法》，在不同温度(150、200、250、300 ℃)、不同应变率(0.055 00、0.005 50、0.000 55 s－1)条件下进行试件的热态单向拉伸试验.通过对单向拉伸试件印制网格，获取单向拉伸状态下板材破裂处极限应变数据，利用该数据确定断裂阈值.表1 5A06-O铝合金板材化学成分Tab.1 Chemical composition of the 5A06 alloy元素 Mg Si Fe Cu Mn Zn Ti Al wB/% 5.9 0.4 0.4 0.1 0.7 0.20.06 其余单拉试验环境箱采用封闭式整体对流加热，获取共计12组数据，试样在拉伸前保温10 min，计算得到颈缩前应力-塑性应变曲线如图1所示，图中: ε为材料应变率.图1 5A06铝合金板材流动应力-塑性应变曲线Fig.1 Flow stress vs.plastic strain of the 5A06 alloy sheet由图1可以看出，在相同温度条件下，5A06铝合金板材的流变应力随着应变率的增加而增大;低于250℃后，材料变形主要以加工硬化为主，应力-塑性应变曲线近似为幂函数型，随着温度的升高(高于250℃)，金属原子热运动加剧，动态回复(再结晶)效应愈加明显，此时软化机制占主导，使材料变形曲线呈现加工软化特点.另外，动态回复(再结晶)过程进行需要一定时间，较低的应变速率可使软化现象更加显著.1.2 热态宽板弯曲及胀形试验本文进行了200℃不同变形速率条件下宽板弯曲试验与胀形试验，其中，宽板弯曲试样长100 mm，两端夹持段宽度50 mm，中间平行段宽度39 mm，平行段与两端过度圆角24 mm;胀形试验内凹模直径100 mm.试验前，通过电化学腐蚀法在试样表面印制直径为2.5 mm网格阵列，以测量破裂时应变.宽板弯曲试验及胀形试验分别在BSC-50AR板材成形试验机及YRJ-50板材充液热胀形-拉深试验机上进行.2 修正Misiolek本构模型金属热态本构关系反映了材料流变应力特征，是材料在热态条件下的重要力学性能，描述了应力随着应变率、温度及变形程度的变化，在制定合理热加工工艺、金属塑性变形理论研究及有限元仿真计算中均起着重要作用［10］.在热态变形过程中，5A06铝合金等轻量化合金材料加工硬化、动态回复软化机制相互作用，使流变应力曲线呈现出对温度及应变率的敏感性，增加了预测难度.国内外研究学者对热环境下材料流动应力的研究多基于Arrhenius形式，热激活流动模型或其修正形式［11-13］，适用于预测具有饱和应力特征的金属高温流变应力，对于温热条件下如铝合金等轻质合金材料的预测效果并不理想.单拉试验可以较为精确地获取颈缩前的板材应力-应变曲线，板材成形过程一般具有较大的变形量，当计算仿真分析过程中，板材变形程度超过单向拉伸试验中最大均匀变形量时，模拟结果会出现误差.本文通过建立适用于5A06铝合金温热状态本构模型，利用单拉试验中获取不同条件下的流变应力曲线确定模型参数，采用本构模型外插计算方法预测颈缩后材料力学性能的变化规律.对比国内外学者提出的本构模型［14-15］，本文选择以Misiolek模型［16］为基础，构造该模型修正形式，以反映温度及应变率对材料流变应力的影响规律.修正Misiolek本构模型如式(1)、(2).式中:(ε0+p)n( ε，T)为幂函数强化项;em( ε，T)p为软化因子;其余物理量含义见文献［16］.假定Misiolek模型各参量C、n、m分别与ξ及η呈抛物线关系.对C、n、m值进行非线性高次函数拟合，得到的修正Misiolek本构模型及模型参数如式(3)、(4)，式中:M、N、P分别为不同参数的修正系数.修正Misiolek本构模型计算应力与试验数据对比如图1所示.由图1可以发现，修正Misiolek本构模型预测结果与试验应力-应变曲线较为吻合.3 韧性断裂阈值确定采用阈值控制方法确定金属韧性断裂准则，可用于预测非线性加载塑性变形过程断裂失效问题.Crockroft-Latham断裂准则是目前应用较广的韧性断裂准则［17］.该准则认为，在不同温度、变形速率条件下，塑性变形最大拉应力是导致材料破坏的主要因素，单位体积拉应力功达到某一临界值时材料便发生断裂.Crockroft-Latham断裂准则所需待定变量较少，参数获取简单，预测精度较高，适用于轻质合金板材热态成形过程断裂性能预测.Crockroft-Latham断裂准则为式中:I为临界断裂应变能;珔εf为断裂发生处的等效应变;σmax为最大拉应力;珔ε为某一时刻的等效塑性应变.本文建立的5A06铝合金热态韧性断裂准则忽略了板材各向异性影响，屈服函数选用各项同性Von-Mises屈服模型及相应等效应变计算公式，利用提出的修正Misiolek本构模型外插延伸性，建立板材颈缩后流变应力曲线，并利用数值积分算法，将式(5)进行梯形积分离散化处理，得利用读数显微镜测取热态单向拉伸试验破裂点周围极限应变数据，将其作为断裂发生处的等效应变珔εf值，将式(3)～(4)代入式(6)，得到5A06铝合金不同条件下Cockroft-Latham韧性断裂阈值，如表2所示.由表2可知，5A06铝合金韧性断裂阈值随温度的升高而逐渐降低，与该铝合金材料变形抗力随着温度的变化趋势一致;在低于250℃条件下，断裂阈值随着变形速度的降低而增大，这是因为变形速度越低，材料回复过程越充分，金属晶体缺陷消除程度增大，得到更大的变形量;300℃条件下该趋势与之相反，本文认为与材料在300℃条件下流变应力对变形速度敏感程度较大及应力值较低有关.表2 不同条件下5A06铝合金Crockroft-Latham韧性断裂阈值Tab.2 Crockroft-Latham fracture threshold of the 5A06 Al alloy under variousconditions MPa应变速率/s－1 温度/℃150 200 250 300 0.055 00 76.535 73.423 65.652 65.105 0.005 50 91.979 80.172 71.438 58.668 0.000 55 115.048 90.071 73.938 51.417径向基函数(RBF，radial basis function)神经网络是一种前馈型人工神经网络［18-19］，基本思想是利用对中心点径向对称的非负非线性函数作为隐含层单元的“基函数”构成隐含层空间，将输入矢量映射到隐空间，以任意精度全局逼近一个非线性函数.文中利用径向基函数网络算法对5A06板材断裂阈值与变形条件关系模型网络进行了训练，建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程，在此基础上预测200℃时，宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验结果对比.典型径向基函数(RBF)神经网络通常具有3层网络结构［20］，包括输入层、隐含层、输出层.RBF网络中常用的径向基函数为高斯函数，其激活函数如式(7)所示.用式(7)实现了输入矢量到隐函数空间的非负非线性映射.式中:xp－ci为欧氏范数;ci为隐含层节点中心;xp=(x1p，x2p，…，xNp)为第 p个N 维输入样本;γ 为隐含层节点归一化参数.基于径向基函数网络，由式(8)确定从隐含层空间到输出层空间的线性变换.式中:wij为隐含层到输出层的连接权值;h为隐含层的节点数;yj为与xp对应的第j个输出节点值.编写RBF神经网络模型训练程序，输入表2中的5A06铝合金不同变形条件下韧性断裂阈值，添加必要中间插值节点并归一化后，建立了该材料在150～300 ℃，应变速率在0.055 ～0.000 55 s－1间的Crockroft-Latham断裂阈值预测模型，经过27次迭代训练得到最终训练均方误差，均方误差小于1×10－6.4 试验对比分析利用建立的径向基函数神经网络，结合修正Misiolek本构模型，计算200℃时的不同变形速率、不同变形路径下Crockroft-Latham韧性断裂阈值，结果如图2所示.由图2可知，利用径向基函数网络得到的预测值与试验值较为吻合，其最大误差为10.63%，表明文中建立的韧性断裂准则预测模型能较好地预测5A06铝合金板材不同变形条件下的断裂阈值.图2 预测结果与试验结果对比Fig.2 Comparison between predicted and test results5 结论(1)通过5A06铝合金板材热态下单向拉伸试验发现，该材料应力曲线具有显著的温度敏感性及应变率敏感性特点，在250℃以上时，曲线出现软化趋势.(2)基于单向拉伸试验数据，提出了一种修正Misiolek本构模型，该模型可反映不同温度及应变速率影响下的5A06铝合金板材流变应力特征，模型预测结果与试验曲线较为吻合.(3)利用径向基函数神经网络算法，结合修正Misiolek本构模型，本文建立了5A06板材热态Crockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型，结合热态胀形试验及宽板弯曲试验对该神经网络模型实用性进行了验证，对比结果发现，模型预测误差在10.63%内.参考文献:【相关文献】［1］ LANG Lihui，LIU Kangning，CAI Gaoshen，et al.A criticalreview on specialforming processes and associated research for lightweight components based on sheet and tube materials［J］.Manufacturing Review，2014，1(9):1-20.［2］杨锋平，罗金恒，张华，等.金属延性断裂准则精度的评价［J］.塑性工程学报，2011，18(2):103-106.YANG Fengping，LUO Jinheng，ZHANG Hua，et al.Evaluation of ductile fracture criterions［J］.Journal of Plasticity Engineering，2011，18(2):103-106.［3］虞松，陈军，阮雪榆.韧性断裂准则的试验与理论研究［J］.中国机械工程，2006，17(19):2049-2052.YU Song Y，CHEN Jun，RUAN Xueyu.Experimental and theoretical research on ductile fracture criterion［J］.China Mechanical Engineering，2006，17(19):2049-2052.［4］余心宏，翟妮芝，翟江波.应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图［J］.锻压技术，2007，32(5):44-47.YU Xinhong，ZHAI 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车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟
二、变形损伤机理
在车用铝合金加工过程中，变形损伤主要源于材料内部的物理变化和化学反 应。在变形初期，铝合金内部的晶格结构发生扭曲，产生内应力。随着变形的加 剧，位错滑移、晶界滑动等现象会导致材料的微观结构发生变化。此外，铝合金 在高温条件下更容易发生变形损伤，如高温蠕变、热疲劳等现象。
三、断裂机理
五、案例分析
以某款汽车发动机气缸盖为例，该部件在高温高压的工作环境下容易发生变 形损伤和断裂。通过材料表征技术，我们发现该铝合金气缸盖在高温条件下硬度 降低，韧性变差。利用有限元模拟方法，我们预测了气缸盖在服役过程中的应力 分布。结合实际服役情况和模拟结果，发现气缸盖的薄弱部位在于进气口处，容 易出现裂纹。通过优化设计和加工工艺，成功避免了该部位的变形损伤和断裂问 题。
2、焊接工艺参数的影响：通过调整焊接电流、电极压力等工艺参数，发现 焊接应力有明显变化。增加焊接电流、减小电极压力有利于减小焊接应力。
3、残余应力的优化：通过调整焊接顺序、冷却时间等措施，有效降低残余 应力，防止焊接变形。优化后的焊接应力分布更均匀，降低了应力集中现象。
参考内容三
一、引言
随着现代工业的快速发展，摩擦材料在各种机械和设备中发挥着重要的作用。 其中，树脂基复合摩擦材料由于其优异的性能和广泛的应用，尤其受到研究者的。 然而，其摩擦磨损机理复杂，涉及多个因素，如材料硬度、温度、压力、摩擦速 度等，这使得我们有必要对其进行深入研究。同时，通过有限元模拟方法，我们 可以对摩擦过程进行模拟，从而更好地理解其摩擦磨损机理。
四、结论
树脂基复合摩擦材料在工业应用中具有广泛的应用价值，对其摩擦磨损机理 的研究及有限元模拟分析具有重要的理论和实践意义。通过深入研究和模拟分析， 我们可以更好地理解这种材料的性能和行为，进一步优化其性能，提高其使用寿 命，从而推动现代工业的发展。
1100铝合金Taylor杆撞击变形与断裂数值模拟研究
1100铝合金Taylor杆撞击变形与断裂数值模拟研究作者：魏刚冯岩来源：《科技风》2020年第28期摘要：Taylor杆撞击实验指的是平头金属杆弹正撞击光滑的刚性板，其最初目的用来获取材料动态性能参数或者进行材料动态本构方程的验证。
将Taylor杆撞击速度进一步提高，可以使圆柱弹体发生开裂、开花甚至破碎失效，为研究冲击载荷下材料的断裂失效行为的提供了一个较好的手段。
本文在已有1100铝合金Taylor杆撞击实验结果的基础上，结合材料性能测试，开展了对应的ABAQUS/EXPLICT数值模拟研究，获得了与撞击实验一致的变形和断裂模式，且各变形与断裂模式的速度范围和实验也非常吻合。
在此基础上，提取数值模拟中失效单元的关键信息，揭示了1100铝合金Taylor杆撞击失效机理。
关键词：1100铝合金;Taylor杆撞击;数值模拟;变形与断裂模式;失效机理1 概述1100铝合金指含铝量99.0%的普通工业纯铝，不可热处理强化，强度较低，但延展性非常好。
前期为了研究高延性材料在冲击载荷下的变形与断裂特性，在轻气泡上开展了1100铝合金Taylor杆撞击实验[1，2]，弹体名义尺寸Φ12.6mm×50.4mm，名义质量17 g。
典型的实验结果列于表1中，其中mi，Li和Di分别为弹体的初始质量，初始长度和直径;V0为弹体初始撞击速度;Lf和Df为弹体剩余长度和头部直径，Lunc为弹体未变形长度，Npetals为发生花瓣断裂的弹体花瓣数目，弹体初始及Taylor撞击变形后的尺寸测量方式如图1所示[1，2]。
回收到弹体的典型变形与断裂模式参见图2[1，2]。
在前期实验基础上，结合材料性能测试，利用ABAQUS/EXPLICT开展与试验工况对应的数值模拟研究，在验证有效性的基础上，利用数值模拟对1100铝合金Taylor杆的断裂机理进行分析。
为了集中关注弹体变形和断裂，靶板均采用弹性钢靶，即弹性模量取为200GPa，且不考虑弹靶之间的接触摩擦。
铝合金破裂韧性的数值模拟分析研究
铝合金破裂韧性的数值模拟分析研究铝合金是一种轻量化材料，具有优良的强度和韧性，在航空、汽车、铁路等行业得到广泛应用。
然而，铝合金在使用过程中常常会受到各种外界力的影响，从而导致破裂。
为了提高铝合金的破裂韧性，很多研究者通过数值模拟的方法进行了分析研究。
本文将从材料的本质、数值模拟方法、韧性指标等方面进行探讨，以期能有助于提高铝合金的破裂韧性。
一、铝合金材料的本质铝合金是以铝为基础，加入其他金属元素形成的一种合金材料。
铝具有轻质、强度高、导热性好等优良的性质，但是它本身的强度是不够高的。
因此，铝合金加入其他金属元素，如铜、锌、镁、锆等，能够显著提高其强度和耐腐蚀性。
铝合金的本质是其晶体结构的稳定性和成分的均匀性。
稳定的晶体结构使得铝合金具有优异的力学性能和耐久性能。
而成分的均匀性则决定了铝合金的物理性能。
因此，铝合金的制造过程和质量控制是保证其强度和韧性的关键。
二、铝合金的破裂韧性铝合金在受到外力作用时，通常会在一定程度上发生变形。
当其受到更大的外力时，就会发生破裂。
对于一个材料来说，其破裂韧性指标的高低反映了它在受到外力作用时克服破裂力的能力。
铝合金的破裂韧性可以通过数值模拟的方法进行分析研究。
数值模拟是一种通过计算机模拟物理问题的方法，可以有效地评估铝合金的破裂韧性。
通过数值模拟，可以得出铝合金在外力作用下的变形和断裂过程，进而分析其破裂韧性和强度。
三、数值模拟方法目前，常用的数值模拟方法包括有限元法（FEA）、分子动力学模拟（MD）等。
这两种方法都可以用来分析铝合金的破裂韧性。
有限元法是一种经典的数值模拟方法，适用于分析大量离散力学问题，其基本思想是将物体划分成几何上互不重叠的有限个元素，对每个元素做近似的力学分析，通过组装整体刚度矩阵，解出整个结构的位移和应力分布。
有限元法具有计算精度高、可处理复杂结构等优点。
分子动力学模拟是将模拟对象划分成许多小分子进行模拟，从而得出相应的物理性质。
与有限元法不同，分子动力学方法可以直接探究材料内部的原子运动规律，更适用于分析材料的微观结构和性质。
铝合金的塑性变形行为模拟
铝合金的塑性变形行为模拟铝合金作为一种重要的结构材料，在工程和制造领域中得到广泛应用。
为了研究和预测铝合金在实际应力条件下的塑性变形行为，工程师和研究人员使用模拟方法进行力学分析。
本文将探讨铝合金的塑性变形行为模拟及其在工程实践中的应用。
一、介绍铝合金的塑性变形铝合金具有良好的塑性，可通过外力施加引起的塑性变形来改变形状。
在塑性变形过程中，金属表现出可逆的形变并能保持其完整性。
铝合金的塑性变形受到多种因素的影响，包括应力、变形速率、温度和微观组织等。
二、塑性变形行为的模拟方法1. 应力-应变曲线模拟应力-应变曲线是描述铝合金塑性变形行为的重要指标。
工程师可以利用有限元分析等数值模拟方法来模拟应力-应变曲线。
这些方法基于材料力学理论，并结合实验数据，可以准确预测铝合金在不同应力下的变形行为。
2. 热-力耦合模拟在一些高温条件下，铝合金的塑性变形受到温度影响较大。
因此，为了更准确地模拟铝合金的塑性变形行为，可以使用热-力耦合模拟方法。
该方法将考虑温度场与应力场之间的相互作用，有效地预测铝合金在高温环境下的变形行为。
三、铝合金塑性变形行为模拟的应用1. 工程设计通过模拟铝合金的塑性变形行为，工程师可以更好地预测材料的形变和应力分布情况。
这有助于设计出更安全、更可靠的结构，并优化材料的使用。
例如，在航空航天领域，模拟铝合金的塑性变形行为可以帮助优化飞机外壳设计，提高结构的强度和刚度。
2. 制造工艺优化铝合金的塑性变形行为模拟还可以用于优化制造工艺。
通过模拟形变过程，工程师可以确定最佳的成形参数，如压力、温度和速度等，从而提高产品的质量和效率。
这对于汽车、船舶和建筑等领域的制造工艺优化具有重要意义。
3. 维修与损伤评估铝合金在使用过程中可能会受到损伤或疲劳，因而导致塑性变形。
通过模拟铝合金的塑性变形行为，可以对损伤区域进行评估和分析，以指导维修和加固措施。
同时，还可以预测材料在不同应力条件下的疲劳寿命，为结构安全提供重要参考。
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准为了准确评估国产结构用铝合金的力学性能，必须进行断裂韧性参数校准。
本文将介绍关于该过程的方法和技巧。
一、断裂韧性参数断裂韧性参数是描述材料在断裂前所能吸收的能量的材料物理参数。
目前已经开展相当多的有关断裂韧性参数的研究，主要涉及到塑性成形、断裂韧性求解以及断裂韧性预测等方面。
通常，断裂韧性参数可以通过二次加权聚合方法（WEAK）和断裂面积法（FAD）进行评估。
WEAK方法重点关注贯穿于试件中的韧性缺口，在材料断裂时所能吸收的极限能量。
FAD方法则侧重于断裂面积对材料能量吸收的贡献。
在实际研究中，由于不同的材料及不同的断裂测试方法，周围环境的不同等原因导致不同参数之间的联系并不十分清晰。
为了更准确地计算断裂韧性参数，有必要使用自我想定材料的实验结果进行校准。
以下是校准的一般方法：1.材料样品设计和预测首先，需要通过计算和模拟来确定样品的几何形状，并预测其断裂韧性参数。
这一步骤可以使用CAD软件和有限元分析来完成。
2.试件制备接下来，需要使用材料样品将试件制备出来，通常使用加工机床进行制造。
不同的试件要使用不同的材料样品，以便对材料的不同特性进行评估。
3.试验测量在试件制备完成后，将试件放置于测试设备中，进行断裂韧性的测量。
通常采用三点弯曲测试法，来进行测量。
这一步骤应该进行多次以确定样品在不同环境条件下的参数。
4.数据处理和校准通过将实验结果与计算结果进行比较，以确定可能存在的误差。
然后，将实验数据与计算数据进行比对，以获得更准确的断裂韧性参数。
三、结论基于上述研究，我们可以得出结论。
国产结构用铝合金的断裂韧性参数需要进行校准，通常采用试件设计、试件制备、试验测量、数据处理和校准等步骤。
这些方法可以被用来实现更准确地对国产结构用铝合金材料的测试。
我们希望该方法可以被用来推进国产结构用铝合金在相关领域的研究和应用。
铝合金冷轧变形行为的数值模拟研究
铝合金冷轧变形行为的数值模拟研究随着现代工业的发展，材料科学和工程日益成为人们关注的焦点。
在材料加工过程中，冷轧是一种常用的加工方法，被广泛应用于钢铁、铝、铜等金属材料的加工中。
在这些材料中，铝合金因其优异的力学性能和轻质化优势，成为现代工业中应用最广泛的材料之一。
因此，研究铝合金的变形行为和性能是十分重要的。
本文将对铝合金冷轧变形行为的数值模拟研究进行探讨。
1. 数值模拟的意义数值模拟可以帮助研究者更好地理解材料的力学性质和变形行为。
在过去，人们通过实验的方式来研究材料的性能，但实验成本高，周期长。
而且有些实验并不可以在实验室中进行。
数值模拟可以在计算机上进行，可以节约大量时间和成本，并且可以对某些实验无法测试的参数进行研究。
2. 铝合金的冷轧变形行为在铝合金的冷轧过程中，主要涉及到三个方面的力：剪切力、法向力和摩擦力。
剪切力和法向力是由轧制辊施加在铝合金上的力，而摩擦力则是由铝合金在轧制辊表面产生的摩擦力。
这些力的作用下，铝合金会发生变形。
在冷轧过程中，铝合金的变形是非常复杂的。
铝合金在受到外力作用后，会发生塑性变形。
而在铝合金塑性变形过程中，局部的微观应力和应变存在很大的不均匀性，这是由于材料的微观成分和摩擦力的影响所导致的。
这些因素使材料表现出动态非均质性和动态大变形。
这些特征在冷轧加工中会影响到铝合金的工艺性和材料性能。
3. 数值模拟的研究方法为了研究铝合金的冷轧变形行为和力学性能，可以使用有限元数值模拟方法（FEM）来模拟和分析其变形行为。
在这种方法中，可以将复杂的实际冷轧加工过程简化成数学模型，并利用计算机的高计算能力对模型进行求解和分析。
在数值模拟中，可以使用不同的材料模型来描述材料的应力-应变关系。
常用的模型有von Mises等效应力模型和Hill的多向流动模型。
这些模型可以更准确地描述材料力学性能，并对材料的实际变形行为进行预测。
此外，数值模拟中还要考虑材料的摩擦力，因为摩擦力对冷轧变形过程的影响也非常重要。
铝合金许形变断裂行为的微观和宏观试验研究
铝合金许形变断裂行为的微观和宏观试验研究近年来，随着科技的进步和工业生产的发展，金属的应用范围越来越广泛，特别是铝合金在航空、汽车、建筑等领域中的应用越来越广泛。
然而，铝合金在使用过程中往往会出现形变断裂现象，给生产和使用带来了一定的困扰。
为了探究铝合金形变断裂的产生和规律，许多学者进行了微观和宏观试验的研究。
一、微观试验研究在微观试验研究中，学者主要关注铝合金的晶体结构和原子结构等微观特征。
他们通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜等器材，观察试验样品的结构变化及破坏情况，从而研究形变断裂的机理。
研究发现，铝合金的微观结构与断裂特征有着密切的联系。
铝合金的断裂通常服从拉伸断裂、剪切断裂以及面内舒张等模式。
其中，拉伸断裂和剪切断裂是最常见的模式，其产生的原因与晶体结构和原子结构的一些变化密切相关。
同时，学者们对晶界、原子间距、晶粒大小等微观特征进行了研究，发现它们对形变断裂有着重要的影响。
例如，较小的晶粒和较小的晶界能够有效地抑制晶体的移动和滑动，从而提高材料的强度和韧性。
此外，一些微观缺陷，如位错、氧化物等，也会对形变断裂产生影响。
二、宏观试验研究与微观试验不同，宏观试验关注铝合金在使用过程中的宏观力学特性。
宏观试验多采用拉伸试验、压缩试验等方法，通过测定铝合金的应力-应变曲线和力学特性参数，如弹性模量、屈服强度、极限强度等，研究形变断裂的基本规律。
研究表明，铝合金的宏观力学性能受到多种因素的影响，如试样的形状和大小、加载方式、负载速度等。
此外，材料的应变率、温度等因素也会对铝合金的力学性能产生重要影响。
例如，随着温度的升高，铝合金的强度与韧性均会降低，这是由于温度会改变铝合金晶格结构，从而影响其内部应力分布和位错的运动。
综合微观和宏观试验研究，铝合金许形变断裂规律复杂多样，需要综合分析各种微观和宏观因素的作用，并探究其相互关系。
只有深入研究其机理，才能从根本上解决形变断裂问题，进一步提高铝合金的强度、韧性和稳定性。
外力作用苏塑性变形脆性韧性作文
外力作用苏塑性变形脆性韧性作文朋友们！今天咱们来聊聊一个有点专业但其实挺有意思的话题——外力作用下的苏塑性变形、脆性还有韧性。
咱先来说说这外力作用。
你想想，生活中到处都有外力啊！就像你不小心撞到了桌子角，这桌子角给你的身体一个外力；或者你用力去拉一根橡皮筋，这也是外力在起作用。
那啥是苏塑性变形呢？简单说，就是当一个东西受到外力的时候，它不是一下子就断了或者碎了，而是会先有点变形，就像面团被揉来揉去一样。
比如说，一些金属材料，在受到一定程度的外力时，它们会改变形状，但不会马上坏掉，这就是苏塑性变形。
接下来是脆性。
这脆性啊，就像是个脾气火爆的家伙，受不了一点委屈。
一旦受到外力，它根本不给你反应的机会，“咔嚓”一下就断了，碎了。
像玻璃，你稍微用点力敲它，它立马就碎成一地，这就是脆性的表现。
最后说说韧性。
韧性就像是个坚强的战士，能扛得住各种打击。
当受到外力的时候，它可以弯曲、变形，但就是不容易断裂。
比如说，尼龙绳，你使劲拉它，它会变长变细，但就是不断，这就是韧性好。
在我们的生活中，了解这些可太有用啦！要是造房子，我们得用韧性好的材料，这样房子才能经得起风吹雨打。
要是做一些容易碰撞的东西，就得避免用脆性大的材料，不然一碰就坏，多麻烦呀！
好啦，关于外力作用、苏塑性变形、脆性和韧性，咱们就聊到这儿，希望大家都能明白这些有趣的概念！。
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准结构用铝合金在工程领域中具有广泛的应用，但其使用过程中存在一定的断裂风险。
准确评估铝合金的断裂韧性参数对于结构设计的安全性具有重要意义。
本文将介绍国产结构用铝合金断裂韧性参数校准的研究内容和方法。
断裂韧性是指材料在受到外部载荷作用时，在断裂之前能够吸收的能量。
对于结构用铝合金而言，断裂韧性参数的准确评估非常重要，可以帮助工程师更好地设计和计算结构的安全性。
目前国际上常用的断裂韧性参数包括塑性韧性参数J和断裂韧性参数K。
在国产结构用铝合金断裂韧性参数校准研究中，一般采用试验和数值模拟相结合的方法。
需要选取代表性的铝合金标准试样进行试验。
试验中，通过施加不同的载荷和应变速率，得到不同条件下的力学性能数据，如应力-应变曲线和断裂韧性数据。
接下来，需要对试验数据进行处理和分析。
常用的方法包括计算应变能耗、评估断裂过程中的应变软化特征等。
通过这些分析，可以得到不同试样在不同加载条件下的断裂韧性参数。
除了试验方法，数值模拟也是国产结构用铝合金断裂韧性参数校准的重要手段。
数值模拟可以帮助理解试验中观察到的现象，并预测铝合金在不同加载条件下的断裂行为。
常用的数值模拟方法包括有限元模拟和计算流体力学模拟。
这些方法可以在不同尺度上对结构用铝合金的断裂行为进行建模和分析，从而得到断裂韧性参数。
通过试验和数值模拟得到的断裂韧性参数可以进行校准。
校准的目的是提高断裂韧性参数的准确性，并应用于实际的结构设计。
国产结构用铝合金断裂韧性参数的校准是结构设计中的关键问题。
通过试验和数值模拟相结合的方法，可以有效地评估铝合金的断裂韧性参数，为结构设计的安全性提供保障。
随着材料科学和数值模拟技术的发展，相信国产结构用铝合金断裂韧性参数的校准研究会取得更好的成果。
车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟
车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟车用铝合金变形损伤和断裂机理研究与材料表征及有限元模拟随着汽车工业的快速发展，车用铝合金作为一种重要的材料，广泛应用于汽车制造中。
然而，由于汽车在使用过程中会受到各种外力和载荷的作用，车用铝合金材料的变形损伤和断裂机理对于汽车性能和安全具有重要意义。
因此，对车用铝合金的变形损伤和断裂机理进行研究，并通过材料表征和有限元模拟方法对其进行分析，对于提高车辆使用寿命和安全性具有重要意义。
首先，了解车用铝合金的变形损伤和断裂机理是研究的基础。
在汽车行驶过程中，车体会受到冲击、振动、疲劳等多种载荷的作用，这些载荷会导致铝合金材料发生变形、损伤甚至断裂。
变形导致了材料的塑性失稳，损伤则是由于变形的积累和扩展，而断裂则是损伤进一步发展的结果。
通过对铝合金变形、损伤和断裂机理的研究，可以深入理解材料在不同载荷下的响应规律，从而指导其材料的设计和使用。
其次，铝合金材料的表征对于了解其变形损伤和断裂机理也起着关键作用。
材料表征是通过实验方法获得材料的力学性能、断裂特性和变形行为等数据，并对其进行分析和解释。
例如，通过拉伸实验可以获得铝合金的应变硬化行为和屈服强度；冲击试验可以测定材料的韧性和吸能能力。
材料表征的结果可以被用来验证和修正材料的力学模型，以更准确地预测材料的行为。
最后，有限元模拟在研究铝合金变形损伤和断裂机理中具有重要的应用价值。
有限元模拟是一种数值计算方法，可以通过将材料划分为离散的小元素，并建立其应变-应力关系来模拟材料的力学行为。
通过有限元模拟，可以模拟材料受到各种载荷的响应过程，进一步分析材料的塑性失稳、损伤扩展和断裂破坏等过程。
有限元模拟结果可以指导工程师和设计师在汽车设计中优化材料的使用和结构设计，提高汽车的安全性能和寿命。
综上所述，车用铝合金变形损伤和断裂机理的研究与材料表征及有限元模拟具有重要意义。
通过这些研究方法的应用，可以更加深入地理解车用铝合金材料的力学行为，为汽车的设计和制造提供科学依据，提高汽车的安全性和可靠性。
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准
国产结构用铝合金广泛应用于建筑、航空航天、交通运输等领域，其断裂韧性是衡量其使用性能的重要指标之一。
断裂韧性参数校准是为了准确评估铝合金材料的力学性能，确保其安全可靠性。
本文将介绍国产结构用铝合金断裂韧性参数校准的相关内容。
断裂韧性是指材料在受到应力作用下，能够抵抗断裂并产生塑性变形的能力。
常用的断裂韧性参数有断裂韧性K值和断裂韧性J值。
断裂韧性K值是评估材料对裂纹扩展能力的一种参数，它是断裂与韧性之间的平衡指标。
断裂韧性J值是对材料的整体抗裂性能进行评估的参数，它是断裂能量密度的一种度量。
国产结构用铝合金断裂韧性参数校准通常采用试验方法进行，包括压痕法、剪切试验以及拉伸试验等。
压痕法是常用的一种方法，通过对试样进行压痕测试，根据载荷-位移曲线确定断裂韧性。
在进行断裂韧性参数校准时，需要注意以下几个方面。
试样制备要符合标准规范，保证其尺寸和形状的一致性。
试验条件要严格控制，包括试验温度、加载速率等，以保证测试结果的准确性和可重复性。
根据试验结果，通过数学模型对数据进行拟合和分析，得到准确的断裂韧性参数。
为了提高国产结构用铝合金的断裂韧性参数的准确性，还需要进行系统的品质控制和质量管理。
在材料生产过程中，应严格控制合金组成、熔炼工艺和热处理工艺等。
定期对生产设备进行维护和检修，确保试样制备和试验过程的正常运行。
国产结构用铝合金断裂韧性参数的准确校准对于确保其力学性能的安全可靠性至关重要。
通过合理选择试验方法，严格控制试验条件和质量管理，可以得到准确的断裂韧性参数，为材料在实际工程中的应用提供参考依据。
铝合金焊接结构塑性变形及断裂失效预测方法
铝合金焊接结构塑性变形及断裂失效预测方法摘要：近年来，高质量的铝合金焊接结构件作为高速动车组的关键零部件得到越来越广泛的应用。
受焊接工艺的影响，铝合金焊接接头处材料的组织和成分变得与母材大不相同，焊缝和热影响区材料的力学性能发生了不均匀变化。
关键词：铝合金焊接结构；局部材料性能；损伤模型；开裂引言随着社会时代的快速发展，大型结构件在工业生产中的应用日益广泛，比如一些高速动车组的关键零部件都是由一些大量尺寸且结构不一的钢板焊接而成的，而这些都是属于大型结构件。
但是在实际的使用过程中，大型结构件需要在进行焊接后才能正常使用，所以在日常的工业中，各个行业对大型结构件焊接后的尺寸和位置的精确度要求比较高。
因此，如何控制大型结构件焊接变形对实际的工业机械发展有着一定积极的现实意义。
1大型结构件焊接工艺分析在大型结构件焊接的过程中，施工工艺将直接影响到工程的整体水平以及焊接质量，同时也会直接影响到大型结构件自身的安全性与稳定性。
在这也就需要技术人员在焊接的过程中充分保证焊接工艺的正确性，减少结构变形以及其他焊接问题，提高焊接工程质量。
目前，在焊接工艺中主要是包括了预处理、下料、焊接方法、设备、辅助材料、工具等，需要焊接技术人员在实际操作的过程中严格按照各个操作环节来完成各项工作。
在上述环节中，焊接方法与设备是最为主要的一部分内容。
目前大型结构件焊接方法主要是采用气体保护焊接方法，在实际应用的过程中主要是利用二氧化碳来保护焊接过程，或者是采用混合气体保护焊，而混合气体通常又是由90%氩气、10%二氧化碳来构成的。
若是就其保护效果进行分析，混合气体保护焊可以起到很由于焊接工程本身就具有一定的特殊性，变形情况无法避免，这也就需要技术人员结合实际情况，及时采取有效措施，防止对大型结构件焊接工艺造成影响。
在设备选择方面，焊接技术人员则是应该结合实际情况，根据工程要求、材料等来进行科学选择，使得焊接设备更加符合焊接要求。
铝合金断裂韧性互换试验的探讨和验证
铝合金断裂韧性互换试验的探讨和验证李纪涛;管国阳;宋固全【摘要】以2124铝合金厚板为研究对象，探索快速、经济、有效地间接测试断裂韧性值（ KIC ）的简单切口拉伸试验方法。
通过大量光滑拉伸、切口拉伸以及断裂韧性试验，得到了含置信度的断裂韧性（ KIC ）与切屈比（切口强度与屈服强度比值，NTS/TYS）的关系。
通过验证试验证实，本方法采用切口拉伸性能有效换算得到断裂韧性KIC值，对2124铝合金断裂韧性合格性判断正确且方便、可行。
%A Kind of quicK,economical and valid test method was tried to find for getting KIC in the article where aluminum 2124 plate was taKen as a sample. This method intends to rearch the relationship between fracture toughness and ratio of notch tensile strength to yield strength. The test showed that there exist exponential relation-ship between KIC value on confidence level and NTS/TYS. KIC value for aluminum 2124 can be exactly obtained by NTS/TYS.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P272-276)【关键词】断裂韧性;缺口强度;屈服强度;互换验证试验【作者】李纪涛;管国阳;宋固全【作者单位】成都飞机工业集团有限责任公司，四川成都610092;南昌大学建筑工程学院，南昌330031;南昌大学建筑工程学院，南昌330031【正文语种】中文【中图分类】TG113.25+4目前，损伤容限性能已经成为进行飞机和发动机满足结构完整性需求的破损-安全设计概念和选材判据[1-2]。
汽车用6xxx系铝合金薄壁件的韧性断裂行为_叶拓
Ductile fracture behavior of 6xxx aluminum alloy thin-walled components of automobile
YE Tuo1, WANG Guan1, YAO Zai-qi2, LI Luo-xing1 (1. State Key Laboratory Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan University, Changsha 410082, China; 2. NVH and Material Engineering Department, Hangzhou Geely Automobile Research Institute Co.Ltd., Hangzhou 311228, China) Abstract: The true stress—strain curve of automobile 6xxx aluminum alloy thin-walled components was obtained by tensile tests. Johnson-Cook constitution parameters of aluminum alloys 6061 and 6063 were analyzed by means of linear regression analysis method, the values of A, B, n of each alloy are 90 MPa, 422.58 MPa, 0.5234 and 60 MPa, 323.57 MPa, 0.428, respectively. In order to estimate the fracture behavior of aluminum alloy during the deformation, CrockroftLatham ductile damage criterion was incorporated into the numerical simulation. The calculated ductile fracture parameters of 6061 and 6063 aluminum alloys are 334.09 MPa and 309.79 MPa. Simulation approach was employed to predict the fracture of notched sample tensile tests and compression tests of thin-walled aluminum components. The numerical results, such as load-displacement curves and fracture position, are in good agreement with experimental measurements. This method, which provides a valid way to forecast the fracture of material in engineering application, can be used to predict fracture behavior of thin-walled aluminum alloy with satisfactory convenience and accuracy. Key words: aluminum alloy; thin-walled component; ductile fracture; numerical simulation
铝合金断裂韧度实验
铝合金断裂韧度实验一、试样制备在铝合金断裂韧度实验中，试样的制备是非常重要的一环。
首先，我们需要选择适当的铝合金材料，并根据实验要求制备成标准的试样尺寸和形状。
试样应具有足够的代表性，能够反映材料的真实性能。
在制备过程中，应保持清洁，避免污染，同时要保证加工精度，防止因加工缺陷对实验结果产生影响。
二、加载设备实验中使用的加载设备应能够提供稳定的加载条件，确保实验结果的准确性。
常用的加载设备有拉伸机、压力机等。
这些设备能够在预设的载荷范围内对试样进行加荷，并记录实验过程中的力和变形数据。
在实验前，应对加载设备进行校准，确保其性能稳定可靠。
三、观察裂纹在铝合金断裂韧度实验中，观察裂纹是关键的一步。
当试样在加载过程中出现裂纹时，应及时记录下来。
为了更准确地观察裂纹，可以使用光学显微镜或电子显微镜等设备。
通过观察裂纹的形态、大小和扩展方向，可以了解材料的断裂机制和韧性性能。
四、测量韧性值韧性值是评价铝合金材料韧性的重要指标。
在实验中，可以通过测量试样的吸收能量来计算韧性值。
具体方法是将试样在特定条件下进行冲击或弯曲，记录其吸收的能量。
通过比较不同试样的吸收能量，可以得出材料的韧性性能。
在测量过程中，应保证实验条件的稳定性和一致性，以获得准确的实验结果。
五、结果分析最后，对实验结果进行分析和总结。
将实验数据与理论值进行比较，分析误差原因，并提出改进措施。
通过分析裂纹的形态和韧性值的变化趋势，可以深入了解铝合金材料的断裂机制和韧性性能。
这有助于优化材料配方、改进加工工艺和提高产品质量。
总之，铝合金断裂韧度实验是评估材料性能的重要手段。
通过精心制备试样、选择合适的加载设备、仔细观察裂纹、准确测量韧性值和深入分析结果，我们可以获得准确的实验结果，为材料的研究和应用提供有力支持。