基于位错理论的TC4钛合金的动态本构模型与数值模拟

摘要：

为描述Ti-6Al-4V(TC4)两相钛合金在高应变率、高温载荷条件下的复杂力学行为,基于细观塑性变形机理和位错动力学理论,从细观尺度构建一种两相钛合金粘塑性本构模型,并阐释各本构参数与微结构特征量之间的关联及其表征的物理意义.为确定本构参数并提高参数的识别效率与精度,提出一种基于拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,得到了TC4两相钛合金的本构参数.采用应力补偿更新算法,通过显式用户子程序接口VUMAT将两相钛合金本构模型嵌入ABAQUS有限元软件中,实现了钛合金在高应变率、高温条件下动态本构行为的数值模拟.对比模拟结果与实验数据发现,所构建的本构模型描述材料高应变率条件下力学行为的准确性优于Johnson-Cook模型的.

关键词：Ti-6Al-4V、本构模型、位错动力学、VUMAT用户子程序

所属期刊栏目：29

分类号：TG113.25(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金资助项目U1430119

在线出版日期：2019-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：972-982