Johnson—Cook材料模型参数的实验测定
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《探寻Johnson-Cook模型参数的深度与广度》1. 引言在材料科学和工程领域中,Johnson-Cook模型是一种常用的材料本构模型,用于描述金属材料在高应变率和高温条件下的本构行为。
该模型的参数对于模拟和预测材料的力学性能至关重要。
本文将围绕Johnson-Cook模型参数展开讨论,深入探究其深度与广度。
2. Johnson-Cook模型简介Johnson-Cook模型是由Johnson和Cook在1983年提出,用于描述金属材料在动态加载和高温条件下的本构行为。
该模型基于实验数据,并考虑了材料的应变率、温度和应变硬化效应。
在Johnson-Cook模型中,参数包括A、B、n、C和m等,它们分别代表了材料的流动应力、应变硬化指数、热软化指数和材料的温度敏感性等重要性质。
3. 参数A的理解和研究3.1 参数A表示了材料的流动应力,在Johnson-Cook模型中具有重要的意义。
对于不同金属材料,参数A的取值不同,反映了材料的强度特征。
通过实验测试和数值模拟,研究人员可以获得不同条件下参数A的数值,从而深入理解材料的力学性能和变形行为。
3.2 个人观点:对于参数A的研究需要综合考虑材料的微观结构和宏观性能,通过建立参数A与其他参数的关联模型,可以更深入地理解材料的强度特征和动态响应。
4. 参数B、n的相关性研究4.1 参数B和n分别代表了材料的应变硬化指数和变形行为。
它们的取值对于描述材料的塑性变形过程至关重要,而且彼此之间存在一定的相关性。
通过实验测试和数值模拟,研究人员可以探究参数B、n 与材料微观结构和塑性变形特征之间的关联,以期深入地理解材料的本构行为。
4.2 个人观点:参数B和n的研究不仅需要考虑材料的单调拉伸试验数据,还需要结合压缩试验、扭转试验等多种试验数据,以全面、深入地评估材料的塑性变形特征和本构行为。
5. 参数C、m的温度敏感性研究5.1 参数C和m代表了材料的热软化指数和温度敏感性。
部分JOHNSON-COOK的材料本构参数0.03Fe )DU-75Ti C-45186004471473107911200.250.007 1.00•3#大中小发表于2007-9-24 14:30 只看该作者材料 2024-T3 Aluminum 的本构及失效参数材料2024-T3 AluminumA:369 MPa (53.517 ksi)B:684 MPa (99.202 ksi)n:0.73C:0.0083m:1.7D1:0.112D2:0.123D3:1.500D4:0.007D5:0.0本帖最近评分记录•wswu 贡献积分+1 感谢2007-9-27 07:44yema82811初级会员•个人空间•发短消息4#大中小发表于2007-9-24 14:49 只看该作者一些论文提及的JOHNSON COOK的参数一些论文提及的JOHNSON COOK的参数附件45号钢的动态力学性能研究.pdf (322.69 KB) 2007-9-24 14:49, 下载次数: 126本帖最近评分记录•加为好友•当前离线•wswu 贡献积分+1 感谢2007-9-27 07:45引用使用道具报告回复 TOPyema82811初级会员•个人空间•发短消息•加为好友•当前离线5#大中小发表于2007-9-24 14:51 只看该作者材料 Ti-6Al-4V Titanium材料Ti-6Al-4V TitaniumA:1098 MPa (159.246 ksi)B:1092 MPa (158.376 ksi)n:0.93C:0.014m:1.1D1:-0.090D2:0.270D3:0.480D4:0.014D5:3.870。
文章标题:探秘镍的Johnson-Cook参数1. 引言镍是一种常见的金属元素,具有良好的耐腐蚀性和热稳定性,因此在工业生产中得到广泛应用。
而Johnson-Cook参数是描述镍材料在高速、高温条件下的变形和破裂行为的重要参数。
本文将从镍材料的特性、Johnson-Cook参数的定义和作用、实验测定方法以及应用领域等方面进行探讨。
2. 镍的特性镍是一种银白色的金属元素,具有良好的延展性和导电性。
在高温环境下,镍仍能保持较高的稳定性,因此在石油化工、航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
然而,镍材料在高速冲击和高温条件下的变形和破裂特性对材料的工程应用具有重要影响。
3. Johnson-Cook参数的定义和作用Johnson-Cook模型是一种常用的材料本构模型,用于描述金属材料在高速冲击条件下的变形和破裂行为。
该模型通过Johnson-Cook参数来描述材料的动态力学行为,包括应变硬化、温度效应和应变率效应等。
Johnson-Cook参数包括流变应力、硬化指数、材料常数和断裂应变等,它们对材料的动态变形和破裂性能起着重要作用。
4. 实验测定方法为了准确描述镍材料的Johnson-Cook参数,需要进行一系列的实验测定。
常用的实验包括高速冲击试验、高温拉伸试验和压缩试验等,以获取材料在不同条件下的应力应变曲线。
通过曲线拟合和参数识别的方法,可以得到镍材料的Johnson-Cook参数,从而为材料的工程应用提供重要参考。
5. 应用领域镍材料的Johnson-Cook参数对于飞行器、火箭发动机、汽车零部件等高速高温环境下的结构件设计和性能预测具有重要意义。
通过准确描述材料的动态变形和破裂特性,可以指导工程师设计更安全、可靠的材料结构,降低事故风险和维护成本,推动高温高速领域的科学研究和工程应用。
6. 个人观点和理解作为我作为你的文章写手,我对镍的Johnson-Cook参数有着浓厚的兴趣。
通过深入研究和撰写本文,我进一步了解了镍材料的特性和Johnson-Cook参数的重要性。
johnson-cook断裂准则及参数获取方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:Johnson-Cook断裂准则及参数获取方法是一种用来描述材料在高应变速率下的变形行为和断裂过程的数学模型。
该准则在工程领域广泛应用于弹塑性材料的高速冲击和爆炸加载等工况下的数值模拟分析。
本文将详细介绍Johnson-Cook断裂准则的基本原理、模型表达式以及参数获取方法。
Johnson-Cook断裂准则基本原理\[\sigma =[A+B(\varepsilon_p)^n][1+C\ln(\dot{\varepsilon}_p)](1+D\ln\left (\frac{T-T_0}{T_m-T_0}\right))\]\sigma表示材料的等效应力,\varepsilon_p表示有效应变,\dot{\varepsilon}_p表示有效应变速率,T表示温度,T_0表示材料的参考温度,T_m表示材料的熔点,A、B、n、C和D为Johnson-Cook模型的参数。
Johnson-Cook断裂准则的参数获取是构建数学模型的关键步骤,在实际工程应用中,一般通过试验数据拟合的方法获取参数。
常用的获取方法包括材料拉伸试验、冲击试验、压缩试验等。
下面将介绍几种常用的参数获取方法:1. 材料拉伸试验:将材料制备成标准试样,在材料拉伸试验机上进行拉伸试验,得到应力-应变曲线。
通过拟合实验数据,可获取Johnson-Cook模型的参数A、B和n。
2. 冲击试验:冲击试验是一种用高速冲击加载材料获取其变形和断裂性能的试验方法。
通过对不同应变速率下的材料进行冲击试验,可以获取Johnson-Cook模型的参数C。
在实际工程应用中,有时候通过单一试验无法获取所有的参数,需要结合多种试验数据进行参数拟合。
还可以通过有限元数值模拟方法,利用试验数据进行参数优化拟合,以获得更精确的Johnson-Cook断裂准则参数。
第二篇示例:Johnson-Cook断裂准则是一种用于描述材料在高应变速率下破坏行为的经验模型。
abaqus中johnson-cook本构模型理解-回复Abaqus中Johnson-Cook本构模型理解引言:材料的本构模型是描述材料力学行为的数学方程。
在有限元分析中,本构模型可以用于模拟材料的变形和损伤行为,从而预测材料在不同加载条件下的响应。
Johnson-Cook本构模型是一种常用的本构模型,广泛应用于材料科学和工程领域。
本文将从基本原理开始,逐步解释和理解Abaqus 中Johnson-Cook本构模型。
1. 弹塑性本构模型首先需要了解的是,弹塑性本构模型是最基本的材料模型之一。
它基于线弹性理论,假设材料在小应变范围内具有弹性行为,而在大应变范围内表现出塑性行为。
弹塑性本构模型可以描述材料的应力-应变关系,并预测材料的弹性变形和塑性变形。
2. 材料的温度效应在考虑Johnson-Cook本构模型之前,还需要考虑材料的温度效应。
温度对材料力学行为的影响是复杂而重要的。
温度的增加可以引起材料的软化、蠕变和断裂等现象。
因此,在模拟材料行为时,必须考虑材料的温度效应,并选择适当的本构模型来描述。
3. Johnson-Cook本构模型的基本原理Johnson-Cook本构模型是一种经验模型,用于描述材料的塑性行为和温度效应。
它采用以下形式的应力-应变关系:σ= (A + B ε^n) (1 + C ln(ε˙/ε˙_0))^m (1 - T/T_m)^p其中,σ是材料的应力,ε是应变,ε˙是应变速率,T是材料的温度,A、B、C、n、m、p和T_m是需要通过实验来确定的材料参数。
4. 材料参数的确定为了使用Johnson-Cook本构模型,需要通过实验来确定材料参数。
这些参数通常由材料的拉伸实验和冲击实验等得到。
拉伸实验可以提供材料的应力-应变曲线,以及材料的屈服强度和断裂应变等信息。
冲击实验可以提供材料的应变率敏感性和断裂韧性等信息。
根据实验数据,可以使用不同的方法来确定Johnson-Cook本构模型的参数。
砂岩Holmquist-Johnson-Cook模型参数确定凌天龙;吴帅峰;刘殿书;梁书锋;李晨;马建会【摘要】HJC模型在混凝土动态破坏数值模拟中应用广泛,但由于模型中包含参数较多,确定参数需要大量实验,目前缺乏准确可信的岩石材料HJC模型参数.为合理确定砂岩HJC模型参数,对取自四川威远的粉砂岩进行相关静力学实验,获得岩石的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度以及抗拉强度等参数.应用三轴压缩实验和单轴SHPB冲击实验,分别得到了该砂岩极限面参数、率效应参数、压力参数和损伤模型参数的取值.基于上述模型参数利用有限元程序LS-DYNA对粉砂岩SHPB冲击实验进行数值模拟,结果表明,实验和模拟的应力-应变曲线形态吻合较好,模拟得到的动态峰值强度和峰值应变与实验结果的平均误差均未超过10%,验证了该HJC 模型参数实验测定方法的合理性和有效性.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2018(043)008【总页数】6页(P2211-2216)【关键词】HJC模型;砂岩;实验测试;数值模拟;SHPB【作者】凌天龙;吴帅峰;刘殿书;梁书锋;李晨;马建会【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国水利水电科学研究院,北京100038;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD315岩石作为自然形成的天然材料,具有复杂的物理特性。
关于岩石材料本构模型建立和模型参数确定的研究一直是热点和难点问题。
HOLMQUIST等[1]提出的HJC模型能够较好地描述材料在大变形、高静水压力和高应变率下的动态力学行为,在混凝土侵彻、贯穿问题的数值分析中得到广泛应用[2-5]。
目前,对混凝土HJC模型参数的研究较多。
1. Johnson-Cook 模型简介1) 应力由以下公式给出:()()()**1ln 1mn eq eq eq A B C Tσεε=+⋅+⋅-& 式中,,,,,A B n C m 为模型参数;eq σ为等效应力;eq ε为等效塑性应变;*eq ε&为无量纲化等效塑性应变率*0eq eq εεε=&&&,0ε&为参考应变率,eq ε&为试验中的应变率;*()/()r m r T T T T T =--为无量纲化温度,其中r T 为参考温度,这里取作293 K ,m T 为材料的熔点温度,T 为试验温度。
方程右边三项分别代表等效塑性应变,应变率和温度对流动应力的影响。
2) 断裂应变由以下公式给出:()***12345exp 1ln 1f eq D D D D D T εσε⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+++⎣⎦⎣⎦⎣⎦& 其中,f ε是有效断裂应变;,1,...,5i D i = 是输入的常数; *H eq σσσ=是应力三轴度,H σ是平均应力。
损伤参数由以下公式给出:eqfD εε∆=∑式中eqε∆是一个积分循环的等效塑性应变增量,fε是当前时间步下的有效断裂应变。
损伤参数D 是一个积累量,当损伤参数D 达到1时,发生破损,将材料单元删除。
2.论文中的参数彭霞锋. 高氮合金钢的动态压缩实验及动态本构关系[D].西南交通大学,2009.(1)论文拟合得到的参数空冷淬火水冷淬火(2)论文K文件中的参数钨合金弹体的材料空冷高氮钢靶板的材Johnson-cook 模型参数参数 参数名称钨合金 空冷高氮钢 DENS(3310kg m )材料的密度 17 7.8 EX(1110Pa ) 剪切模量 0.77 0.77 NUXY(无单位)泊松比 0.3 0.3 A (1110Pa ) 屈服应力参数 7.9e-3 1.5e-2 B (1110Pa )硬化系数 5.1e-3 2.6e-2 n (无单位)硬化指数 0.27 0.82 C (无单位)应变率系数 0.015 0.009 m (无单位) 温度系数 1.05 1.05 Melt Temp(开尔文) 融化温度 1.8e3 1.8e3 Room Temp(开尔文) 环境温度 293 293 Ef P1 SR1.1e-6 1.1e-6 Specific Heat(无单位) 0.47e-5 0.47e-5 Fail Stress(无单位) 失效应力-9-9 D1(无单位) 此参数影响材料变形 3 3 D2(无单位) 此参数影响材料变形 0 0 D3(无单位) 此参数影响材料变形 0.78 0.78 D4(无单位) 此参数影响材料变形 0 0 D5(无单位) 此参数影响材料变形 0 0 C(无单位) 0.47 0.47 S1(无单位) 1.49 1.49 S2(无单位) 0 0 S3(无单位)0 0 GAMAO(无单位) Gruneisen 系数 2.15 2.15 A(无单位) 一阶体积修正系数 0.46 0.46 E(0) (无单位) 0 0 V(0) (无单位)113.用此参数仿真与实验结果对比王猛. 细晶钨合金穿甲弹芯侵彻机理分析及试验研究[D].南京理工大学,2013这篇论文中有用钨合金侵彻606装甲钢的实验数据,我们用相同的条件做仿真,对比仿真结果与实验结果,一次验证上述参数是否合理。