李云飞
,
曾祥国
,
盛鹰
,
穆怀
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.026
为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman 秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金 Johnson-Cook 本构模型。采用隐式应力积分法将该模型嵌入到ABAQUS用户材料子程序 UMAT中,并通过隐函数求导方法推导出一致切线刚度矩阵。通过 ABAQUS有限元软件对钛合金材料的动态响应进行数值模拟分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,UMAT子程序的准确性得到验证,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中。
关键词:
钛合金
,
动态本构模型
,
数值模拟
,
用户材料子程序
韩悌信
,
曾祥国
,
盛鹰
,
陈军
,
陈华燕
钛工业进展
经典的Johnson－Cook本构模型不能很好地描述钛合金在高应变率下的力学性能。作者引入S型曲线定量描述β与ε?之间的关系，对经典Johnson－Cook本构模型进行了修正，并采用遗传算法快速确定本构关系中的各个待定参数。最后以Ti－6 Al－4 V合金为例，采用应力增量法作出不同应变率、不同温度下的真应力－真应变曲线。数值模拟结果与文献[7]中的实验数据吻合得很好，表明修正的Johnson－Cook模型能够很好地描述Ti－6Al－4V合金在任意应变率、任意温度下的力学行为，这对预测材料在高应变率和高温下的力学行为具有重要工程意义。
关键词:
钛合金
,
S型曲线
,
修正Johnson-Cook模型
,
遗传算法
