S500MC钢本构模型及其在吸能结构中的应用

首先对S500MC钢进行准静态拉伸和动态冲击试验,获得不同应变率下材料应力-应变关系;其次分别采用J-C本构模型、修正J-C本构模型和C-S本构模型描述S500MC钢的动态力学性能,基于试验结果标定了本构模型参数,并对3种模型准确性进行了验证;最后基于薄壁结构吸能过程仿真,研究J-C模型和C-S模型对结构吸能响应的影响。结果表明:S500MC钢具有明显的应变率强化效应,修正J-C本构模型和C-S本构模型均能较好描述其动态力学特性,在不同冲击速度下,考虑应变率效应时,结构比吸能提高1.46%~9.95%,平均压溃力增加5.36%~11.04%。

微合金钢S500MC的高频疲劳特性

材料的各种静态和疲劳断裂性能是结构强度分析、耐久性和损伤容限设计的基础。微合金高强度钢S500MC由于其较高强度和较高韧性塑性的组合,可广泛用于汽车等领域。采用升降法对S500MC试样进行高频疲劳试验,依据获得的数据绘出其应力-寿命(S-N)曲线,确定应力比R=0.1下的疲劳极限,还获得了一系列高频疲劳特性参数如下:S500MC钢的抗拉强度为635 MPa,疲劳极限σ0.1为471 MPa,达抗拉强度的70%多。双对数坐标系的S-N曲线上,斜线的截距SRI1=1 613 MPa,斜率b=-0.089 33,N C1=2.03×106,相关系数R=-0.954 53。

S500MC钢动态力学性能试验研究

为了得到S500MC钢的动态力学性能,分别对S500MC钢板样件进行0.1/s,10/s,100/s,1 000/s等4个不同应变率水平的动态拉伸试验,得到不同应变率下的应力-应变曲线,并与其准静态试验结果进行对比。结果表明:S500MC钢具有较强的应变率效应,延展性随着应变率的增加而提升;CowperSymonds模型可以对各应变率下的屈服强度和拉伸极限进行数值拟合。