纯钼薄板温热条件下的各向异性及本构建模研究

目的研究交叉轧制纯钼薄板温热条件下的各向异性和本构关系。方法对纯钼薄板进行不同温度及方向下的拉伸实验,根据各向异性的特征并基于Hu2003屈服准则,以修正的Johnson-Cook模型对屈服准则的参数进行识别,建立考虑温度和应变的屈服准则。结果退火后的纯钼薄板具有一定的面内各向异性和显著的厚向异性,面内各向异性随温度升高而减弱,厚向异性对温度不敏感;加入温度变量的Hu2003屈服准则对不同温度下的屈服面描述较为准确,室温及100℃时屈服面减小速率较大,温度高于300℃时,屈服面减小速率减小并趋于稳定,屈服面形状并未发生明显扭曲变形;屈服面随应变增加未出现较为明显的扭曲强化现象。结论对钼板各向异性和本构关系的研究可用于指导钼板件冲压成形。

纯钼薄板的温变形行为及本构建模

纯钼薄板在航天领域中有很好的应用前景,而准确表征纯钼板在温热条件下的力学性能是明确钼构件成形性的必要条件。因此,基于在不同温度(20~500℃)和应变速率(5×10^(-4)~1×10^(-2)s^(-1))条件下进行的拉伸试验,对纯钼薄板的流动应力行为、厚向异性和断裂行为进行了研究。结果表明,纯钼薄板的变形抗力对温度敏感,同时,厚向异性指数r随温度变化较小。应变硬化指数从室温到300℃呈显著增大趋势,之后随着温度升高而趋于稳定。随着温度升高,纯钼薄板的断裂延伸率先升高后略减小。裂纹产生于晶界,随后晶粒沿着晶间裂纹的分离导致断口分层现象的产生。建立了修正的Johnson-Cook纯钼薄板本构模型,模型平均误差低于5%。