基于热激活变形理论的铝合金弹塑性应力松驰机理与建模

针对铝合金在弹、塑性阶段应力松驰现象存在的机理不一致、预测模型不足问题,提出一种利用热激活塑性变形理论进行弹性和塑性区域铝合金应力松弛时效(Stress relaxation ageing,SRA)过程中变形机理表征和建模的方法。基于该方法,对7B04和6082铝合金SRA试验结果开展分析,获得的表观激活体积表明,二者在弹性和塑性区域的应力松驰特性均由位错-第二相相互作用机制主导。弹性区域中应力松弛行为主要受有效应力分量影响,而塑性区域中更显著的应力松弛现象则归结于有效应力增加和表观激活能降低的综合作用。基于理论分析与量化结果,提出了一种考虑表观能量变化的材料本构模型,实现对于铝合金在弹塑性变形区域内各类应力水平下的不同应力松弛行为的高效预测,为其潜在蠕变时效成形工艺应用奠定精确模型基础。提出的方法克服了常规蠕变应力指数分析方法用于弹塑性SRA特性分析时的局限性,并提供了丰富的量化信息(包括应力分量,表观激活体积和能量等),支撑铝合金SRA变形机制和特性的表征与精确模拟。