6061-T651铝合金动态力学性能及断裂准则修正

• 作者: 邓云飞 张永 曾宪智 杨永刚
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 应力状态 断裂准则 Lode参数 数值模拟 应力三轴度
• 年，卷（期）: 2020,（18）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 81-91
• 页数: 11页
• 分类号: TG156
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.18.081

摘要

为研究应力三轴度、Lode角、温度和应变率对6061-T651铝合金材料断裂特性的影响,利用万能材料试验机,分别进行不同应力状态、温度和应变率下的材料力学性能测试试验.首先,通过测试试验发现,6061-T651铝合金材料的断裂应变随应力三轴度的增加而减小,并且在低应力三轴度范围内,Lode角对材料断裂应变影响十分明显.当材料温度低于250℃时,温度对材料流动应力有显著影响,断裂应变基本不受温度影响;当材料温度高于250℃时,温度对材料的流动应力和断裂应变都具有显著影响.此外,应变率对6061-T651铝合金材料的断裂应变无显著影响.其次,基于力学性能试验结果,修正Johnson-Cook(J-C)断裂准则得到Modified Johnson-Cook(MJC)准则,标定MJC和ModifiedMohr-Coulomb(MMC)断裂准则的各项参数.最后,采用一级气炮进行球形弹体撞击6061-T651铝合金板试验,得到靶板的弹道极限速度和失效模式.采用ABAQUS/Explicit有限元软件建立相应的弹体撞击靶板三维模型,进行数值模拟计算.通过对比试验与数值模拟结果,验证模型及其参数的有效性.相对于Lode角无关的MJC断裂准则,Lode角相关的MMC断裂准预测结果更接近于试验.