钛合金薄壁型材热拉伸变形行为及本构模型研究

为了研究钛合金薄壁型材的热拉伸变形行为,采用INSTRON高温拉伸实验机对OT4合金薄壁型材的板形拉伸试样进行热拉伸实验,获得了该合金型材在室温至600℃范围内的拉伸实验数据。分析了OT4合金薄壁型材的热拉伸变形规律,并在此基础上建立了其热拉伸变形的Johnson-Cook本构模型。采用相关性系数(R)和平均相对误差(AARE)对本构模型的预测能力进行评估,并对预测数据与实验数据之间偏差产生的原因进行了分析。结果表明,300℃及以下温度范围内,本构模型的应力预测值与实验值吻合度较好;但随着温度的升高,应力预测值与实验值之间偏差明显增大,导致模型的平均相对误差较高(值为4.3392%)。为了提高应力预测值与实验值之间的吻合度,本文对Johnson-Cook本构模型中相对温度与应力之间的关系进行修正,修正后的平均相对误差值降至2.0994%。

TC4钛合金的电热拉伸变形行为及本构模型研究

使用CSS-44100电子万能试验机对通直流电加热的TC4钛合金试件进行单向拉伸试验,得到了TC4钛合金试件的载荷-位移曲线。在变形过程中,通过减小电流以控制材料截面积减小而导致的电阻升高,从而调整试件的温度。采用切块法,将试件均匀分段,每段视为等温,从而在变形试件上建立了温度场计算模型,进一步运用林建国的粘塑性本构模型建立了试件应力-应变的计算方程。对TC4钛合金的通电拉伸试验数据进行分析计算。结果表明:所建立的计算方法有效,可用于钛合金非绝热状态下电热单向拉伸本构模型模型参数的辨识。