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PMMA低、中应变率单向拉伸力学性能的实验研究 总被引:8,自引:0,他引:8
利用MTS810试验机和自行研制的中应变率材料试验机对有机玻璃(PMMA)准静态(应变率为2.00×10-2s-1,2.01×10-3s-1和2.38×10-4s-1)和中应变率(应变率为18.6s-1,2.81s-1,6.54×10-1s-1和2.92×10-1s-1)单向拉伸力学性能进行了实验研究。应变率为2.38×10-4s-1时,应力-应变曲线中存在软化段。结果显示,在上述应变率范围内,PMMA的力学性能具有明显的应变率相关性,表现为应变率强化、应变率硬化和高速脆性。PMMA的拉伸力学性能在应变率达到18.6s-1时出现了更大的应变率敏感性。采用包含一个非线性弹簧和六个松弛模式的粘弹性模型分析PMMA力学性能的应变率相关性,得到PMMA在低、中应变率下单向拉伸的本构方程,理论结果与实验结果符合较好。 相似文献
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对16Mn钢在20℃、-40℃、-80℃温度场下,进行了应变率为40s-1和480s-1的冲击拉伸的试验研究.得出其动态本构关系及其相关参数.揭示了16Mn钢不仅属于应变率敏感材料,而且亦属于温度敏感材料 相似文献
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在20℃~800℃的温度范围和10-3~104s-1的应变率范围内,采用电子万能试验机和分离式霍
普金森压杆,对淬硬45钢(45HRC)分别进行准静态实验和动态压缩力学性能实验,得到应力应变曲线。结
果表明:淬硬45钢的流动应力对应变率敏感性一般,但表现出较强的温度敏感性,随着应变率的增大而增大,
随着温度的升高而降低。采用以高斯函数表示温度效应的改进Johnson-Cook本构方程拟合了淬硬45钢在
高应变率和高温条件下的本构关系,拟合曲线与实验数据吻合较好。 相似文献
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温度和应变率对拉伸载荷下高强铝合金本构关系影响的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
介绍一种用于高温SHB试验的新型快速加热电炉,可在一分钟左右将试件加热至500℃,最高可加热至1000℃,并且对金属材料和非金属材料均可加热,从而克服了目前使用的各种加热方法的局限性. 在20℃~500℃和0.00208~350 s- 1的范围内研究了温度和应变率对拉伸载荷下高强铝合金本构关系的影响. 结果表明:(1)随着应变率的提高,该材料的强度提高,延伸率降低; (2)该材料的强度、延伸率及应变率均随温度的升高而降低; (3)该材料应变率敏感性随温度的升高而降低 相似文献
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描述大应变率范围下材料响应的粘塑性本构模型 总被引:3,自引:0,他引:3
以位错动力学理论中的Orwan和Gilman关系为基础建立描述率相关材料非弹性响应的基本方程,选择材料准静态实验的单轴响应作为强化演化的规律,并考虑应变率敏感程度随变形产生变化的特性,建立了适用于大应变率范围内率相关材料的统一型粘塑性本构模型。对铝1100-0在应变率范围10-5~104s-1内产生的有限塑性应变的单轴响应进行了理论预测,与Khan和Huang[1]的实验数据及模型预测结果进行了比较,结果表明本文模型具有较高的预测精度,在高应变率和较大应变下不容忽视率敏感参数随变形的变化。 相似文献
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5083H111铝合金宽应变率拉伸动态本构模型 总被引:1,自引:0,他引:1
结合5083H111铝合金较宽应变率范围2×10-4~4×102 s-1内的拉伸实验数据,揭示该铝合金的拉伸“V”型率效应特征,分析对数应变率敏感系数λ和切线模量E1的应变率和应变相关性,进而通过对Johnson-Cook模型的修正来建立合理描述5083H111铝合金较宽应变率范围内力学行为的动态拉伸本构模型.建立的动态本构模型中,流动应力包括应变率相关和应变相关两部分.该模型合理描述了5083H111铝合金的拉伸“V”型率效应特征,预测结果与实验结果较为一致.另外,结合破坏应变的对数应变率敏感系数β,得到了拉伸破坏应变预测方程,其预测结果也与实验结果基本一致. 相似文献
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为了研究材料在高应变率拉伸加载下的动态响应,利用新型爆炸膨胀环实验技术开展了无氧铜试样环的拉伸加载实验,采用激光干涉测试技术获得了试样环拉伸变形过程的径向速度历史。数值计算发现经典JC模型不能较好地描述无氧铜试样环的膨胀过程,于是对JC模型进行了修改:增加了应变的指数硬化项来描述拉伸变形的累积效应;增加了应变率的线性项描述拉伸加载时的应变率效应;利用实验数据拟合了修改后的RJC模型参数,最终较好描述了无氧铜试样环的膨胀变形过程。 相似文献
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应变率历史对记忆合金在高应变率拉伸下力学行为影响的实验研究 总被引:3,自引:0,他引:3
利用分离式拉伸霍布金森杆(SHSB)装置考察了高应变率拉伸作用下形状记忆合金的力学行为,并研究了高应变率历史对高应变率拉伸作用下力学行为的影响.研究表明,记忆合金是一种对应变率非常敏感的材料,与准静态载荷作用下应力应变关系相比,高应变率使屈服应力提高,并随着所经历的应变率水平的升高,同一高应变率下屈服强度明显增加. 相似文献
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聚合物在高应变率下的动态力学性质实验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍了利用一种新型的落重和高速摄影实验系统对三种常见的聚合物(PC,PEK和PEEK)在高压应变率下的力学性质的研究结果。所使用的实验系统在常规落重装置的基础上,增加了高速摄影系统,实现了应力和应变过程的同时测量。从而使得在一次实验中可同时获得应力和应变数据,避免了这类实验中常用的变形过程中体积不变的假设,使得结果更加可靠,并可验证材料的泊松比。给出了上述三种聚合物在常温下的真应力与自然应变的关系。结果表明,在室温下,当应变率约为1000s-1时,这三种材料的屈服应力分别为128MPa,204MPa,和180MPa。三种材料均具有很好的冲击韧性,断裂应变均在50%以上。对不同环境温度下,PEEK的实验结果表明,随温度的增加,屈服应力将下降。 相似文献
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金属材料在冲击、爆炸等高应变率加载下的塑性流动行为具有不同于静载下的率-温耦合性和微观机制。航空航天、航海、能源开采、核工业、公共安全、灾害防治等方面的金属结构设计与性能评估需要进行大量的动载实验和数值模拟,建立准确的材料动态本构模型是结构数值模拟可靠性的基础和关键。本文中,总结了金属材料的率-温耦合变形行为及内在机理,回顾了金属动态本构关系研究的起源与发展脉络,分别针对唯象模型、具有物理基础的模型和人工神经网络模型进行了详细介绍和横向比较。唯象模型和人工神经网络模型分别因易应用和高预测精度而受到青睐,基于物理概念的宏观连续介质模型可以描述体现内部演化的真实物理量,从而涵盖更大的应变范围,更好地反映应变率、温度和应变的影响机制。
相似文献16.
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爆炸与冲击载荷下结构和材料动态响应研究的新进展 总被引:33,自引:2,他引:31
对激波与高应变率现象的基础问题及应用国际学术会议 (EXPLOMET 2 0 0 0 )和第 2 0届国际理论与应用力学大会 (ICTAM 2 0 0 0 )上有关爆炸冲击载荷下结构和材料动态响应的研究论文进行了回顾和综合分析。分别从应力波、结构的高应变率响应和材料的高应变率响应三个方面就其新进展和新动向作了述评。 相似文献
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为了讨论率敏感材料软钢钢梁受矩形脉冲载荷作用下的动力响应问题,通过直接离散有限变形弹塑性连续体最小加速度原理中的Lee泛函得到基本控制方程,并将包含应变率的Cowper-Symonds方程嵌入应力-应变关系方程,使该计算模型计及材料的应变率效应,因而能够准确描述钢梁受爆炸和冲击载荷作用下的动力响应问题。该计算模型的有效性通过与通用有限元程序ABAQUS比较而得到了验证,并进一步与已有的刚塑性解做了对比。利用该计算模型进行数值计算,分析了均布和集中脉冲载荷作用下钢梁动力响应的应变率效应,结果发现对于钢梁存在新的异常行为响应模式,应变率导致异常区域偏移和扩大,已有的刚塑性解在一定载荷强度范围内不能准确预报钢梁的实际位移。 相似文献
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