王学滨
稀有金属材料与工程
通过引入与Batra及Kim类似的观点,将绝热剪切带宽度定义为绝热剪切带的中心区域的宽度(W5%),在该区域上温度比其峰值小5%,利用Johnson-cook模型及梯度塑性理论分析Ti-6A1-4V绝热剪切带的厚度随环境温度的演变规律.计算表明,随着环境温度的升高,绝热剪切带宽度增加,这与许多实验观测结果一致.当绝热剪切带的总厚度在上限时,绝热剪切带宽度-环境温度曲线是稍微上凹的;但是,当绝热剪切带的总厚度在下限时,绝热剪切带宽度-环境温度曲线基本上是直线,著名的Dodd及Bai模型无法预测这些新现象.关于绝热剪切带宽度的计算结果非常接近于Liao及Duffy的实测结果.在忽略应变硬化的条件下,采用线性软化模型及梯度塑性理论推导w5%的简化解析式,发现环境温度、密度、热容、软化模量、剪切应力的增加使绝热剪切的敏感性降低,而功热转化因子及抗剪强度的降低使绝热剪切的敏感性降低.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
环境温度
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
,
绝热剪切敏感性
王学滨
稀有金属材料与工程
根据梯度增强的Johnson-Cook模型,对Ti-6Al-4V绝热剪切带中心区域的宽度(绝热剪切带宽度w5%)随平均塑性剪切应变的演变规律进行了预测.结果表明,随着平均塑性剪切应变的增加,w5%先是快速减小,然后趋于稳定.当绝热剪切带总宽度为0.3235 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的上限(55 μm);当绝热剪切带总宽度为0.0705 mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的下限(12 μm).绝热剪切带宽度受多种因素影响,例如,材料特性、加载速度、环境温度、应力及应变状态.本文的分析是在绝热条件下进行的,不存在塑性功率与热传导达到平衡(稳态)的假定.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
平均塑性剪切应变
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
王学滨
稀有金属材料与工程
通过引入与Batra及Kim类似的论点,将绝热剪切带宽度定义为绝热剪切带的中心区域的宽度(w5%),在该区域上温度比其峰值小5%,利用Johnson-Cook模型及梯度塑性理论分析Ti-6Al-4V绝热剪切带的厚度及应变率的影响.计算表明,在名义应变率的下限(800s-1)及上限(1400s-1)之间,当绝热剪切带的总厚度选取为0.3235及0.0705 mm时,计算结果非常接近于绝热剪切带宽度的上限(55 um)及下限(12 um).当应变率较低时,绝热剪切带较宽.随着应变率的增加,绝热剪切带宽度快速降低.在高应变率时,绝热剪切带宽度基本保持恒定.该理论结果与Dodd及Bai的理论结果有类似之处,与Weerasooriya及Beaulieu针对钨合金的实验结果非常一致,与Klepaczko及Rczaig的数值结果的前半部分相似.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
应变率
,
梯度塑性理论
,
Johnson-Cook模型
王学滨
稀有金属材料与工程
提出了利用梯度塑性理论计算Ti-6Al-4V绝热剪切带的局部剪切应变新方法.绝热剪切带的最大局部塑性剪切应变依赖于临界塑性剪切应变、试样的标定长度、绝热剪切带总厚度、绝热剪切带的平均塑性剪切应变.计算表明,随着绝热剪切带总厚度的增加,绝热剪切带的最大局部塑性剪切应变以非线性方式下降.当绝热剪切带总厚度的取值接近1 mm时,尽管确定临界塑性剪切应变的方法不同,但是,绝热剪切带的最大局部塑性剪切应变的计算值差别很小.当绝热剪切带总厚度取值在0.335～1 mm之间时,绝热剪切带的最大局部塑性剪切应变的计算值位于Liao及Duffy(1998)实验结果的下限(75%)和上限(350%)之间.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
梯度塑性理论
,
局部塑性剪切应变
,
标定长度
王学滨
稀有金属材料与工程
基于曲线的最小二乘拟合方法,计算了Ti-6Al-4V绝热剪切带出现时的临界塑性剪切应变.根据梯度塑性理论,获得了绝热剪切带内部的局部塑性剪切变形分布曲线的理论表达式,用于拟合Liao及Duffy的实验数据.在不同的绝热剪切带宽度取值条件下,估算了绝热剪切带出现时的临界塑性剪切应变.当绝热剪切带的宽度取值在1～2 mm时,计算出的临界塑性剪切应变在0.1～0.47之间.绝热剪切带内部的局部变形分布曲线的理论表达式可以很好地描述流线的非线性特征.当绝热剪切带的宽度取值较大时,绝热剪切带内部的流线的理论结果在两端较弯曲；而当其取值较小时,这些流线比较平直,仅稍微弯曲.
关键词:
Ti-6Al-4V
,
绝热剪切带
,
宽度
,
局部变形分布
,
梯度塑性理论
,
最小二乘拟合方法
