有限元分析常用材料参数手册
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2A12铝合金

见2024-T351铝合金说明(第97页)。

表3-15 Johnson-Cook模型参数

李春雷. 2A12铝合金本构关系实验研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2006.

利用分离式Hopkinson拉杆设备对五种航空常用铝合金2A12-CZ、2A12-M、2024-T351、7050-T74、7050-T7451进行了室温动态拉伸力学性能探究,并利用电子万能试验机对这五种材料进行了准静态拉伸力学性能测试,得到了五种铝合金在不同应变率下的拉伸真实应力-应变曲线。实验结果显示:7050系列铝合金有较高的屈服强度,2A12M抗拉强度则最低。五种航空铝合金都表现出不同程度的正的应变率敏感效应,其中2A12-CZ敏感性最强,7050-T7451敏感性最弱。五种铝合金动态拉伸失效应变明显大于准静态拉伸失效应变。2A12M与2024-T351有较高的动态拉伸失效应变。在实验结果的基础上,选择Johnson-Cook本构模型和Cowper-Symonds本构模型来拟合这五种材料的动态本构,模型预测与实验结果吻合较好。

表3-16 Johnson-Cook模型参数

Cowper-Symonds模型表达式为:

其参数如下:

表3-17 Cowper-Symonds模型参数

王雷, 李玉龙, 索涛,等. 航空常用铝合金动态拉伸力学性能探究[J]. 航空材料学报, 2013, 33(4):71-77.

表3-18 2A12-CZ不同温度下的材料参数

王吉,等. 强激光辐照下预载圆柱壳热屈曲失效的数值分析[C]. 第七届全国爆炸力学学术会议论文集,昆明, 2003.

2A12-CZ为淬火及自然时效铝合金,强度较高,具有一定的脆性,成形性能良好,是航空工业中使用最广泛的铝合金,多用于制造各类飞机的主要受力构件。文献作者利用分离式Hopkinson压杆实验设备测定了材料的动态力学性能。根据材料的应力-应变曲线特性,选择*MAT_PLASTIC_KINEMATIC模型来拟合2A12-CZ的动态本构。

表3-19 *MAT_PLASTIC_KINEMATIC模型参数

赵寿根,等. 几种航空铝材动态力学性能实验[J]. 北京航空航天大学学报, 2007, 33(8):982-985.

对2A12-CZ铝合金进行了温度在77~573K的静、动态压缩(应变率10-3~6000s-1)和拉伸(应变率10-3~3000s-1)实验,得到了铝合金材料的应力-应变关系和失效应变,最后基于Johnson-Cook模型,拟合了用以预测铝合金材料塑性流动应力的模型参数。

表3-20 Johnson-Cook模型参数(一)

李娜, 李玉龙, 郭伟国. 三种铝合金材料动态性能及其温度相关性对比研究[J]. 航空学报, 2008, 29(4):903-908.

表3-21 Johnson-Cook模型参数(二)

刘晓蕾,等. 离散杆对2A12铝合金靶板侵彻效应的数值模拟分析[C]. 2011年中国兵工学会学术年会论文集, 2011, 197-203.

文献作者利用分离式霍普金森杆实验设备,研究了硬铝材料2A12在大应变率条件下的冲击动力响应,并根据实验所得的动态应力-应变关系曲线,拟合出该材料的Johnson-Cook本构模型参数。实验在室温下进行,故不考虑温度效应。

表3-22 Johnson-Cook模型参数(三)

许兵. 线型切割索侵彻硬铝板的实验研究及数值模拟仿真[D]. 南京: 南京理工大学, 2003.

表3-23 Zerilli-Armstrong模型参数

王永刚,等. 冲击加载下2A12铝合金的动态屈服强度和层裂强度与温度的相关性[J]. 物理学报, 2006, 55(8):4202-4206

表3-24 利用一维应力实验结果拟合出的Johnson-Cook模型参数(四)

彭建祥,等. 多种应力状态下铝合金本构行为的实验研究[C]. 第四届全国爆炸力学实验技术会议, 120-124.

表3-25 动态力学特性参数

樊新波,等. 基于ANSYS的2A12铝合金表面滚压的有限元分析[J]. 南方金属, 2008, 160:9-17.

表3-26 Johnson-Cook模型参数(五)

颜怡霞,等. 截锥壳跌落撞击的数值模拟与实验[C]. 第十届全国冲击动力学学术会议论文集, 2011.

表3-27 Johnson-Cook模型参数(六)

王建刚,等. 球形钨破片侵彻复合靶板的有限元分析[C]. 战斗部与毁伤效率委员会第十届学术年会论文集, 绵阳, 2007. 261-266.