材料参数及来源
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1. Johnson-Cook模型简介
1) 应力由以下公式给出：
**1ln1mneqeqeqABCT
式中，,,,,ABnCm为模型参数；eq为等效应力；eq为等效塑性应变；*eq为无量纲化等效塑性应变率*0eqeq，0为参考应变率，eq为试验中的应变率；*()/()rmrTTTTT为无量纲化温度，其中rT 为参考温度，这里取作293 K，mT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：
***12345exp1ln1feqDDDDDT
其中，f是有效断裂应变；,1,...,5iDi 是输入的常数； *Heq是应力三轴度，H是平均应力。
损伤参数由以下公式给出：
eqfD
式中eq是一个积分循环的等效塑性应变增量，f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。 材料参数及来源
2
空冷淬火 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
水冷淬火 材料参数及来源
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（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材料参数及来源
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Johnson-cook模型参数
参数 参数名称 钨合金 空冷高氮钢
DENS(3310kgm) 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
第
47卷第
8期
2019年
8月Vol. 47 No. 8
Augusi 2019华南理工大学学报(
自然科学版)
Journal of South China University of Technology
(Natural Science Edition)
doi
： 19.19191/j. issn. 1900-565X. 190554
2A97铝锂合金的
Johnson-Cook本构模型及失效参数
任冀宾汪存显
9张欣胡
9索涛
1；3t李玉龙汤忠斌
(/西北工业大学航空学院，陕西西安
710072
； 2.航空工业第一飞机设计研究院，陕西西安
710089
；
3.陕西省冲击动力学及工程应用重点实验室，陕西西安
710072)
摘 要：
在爆炸及高速碰撞的有限元模拟中，往往涉及到材料的大变形、断裂过程.文中
选取2A97铝锂合金材料，针对Johnson-Cook(J-C)失效模型，对获取相应失效参数的方法
进行了研究；设计了不同缺口尺寸的试样,
结合有限元模拟对缺口试样的应变分布和应力
三轴度进行了研究，发现缺口试样的最大应变集中于缺口表面处，得到了缺口表面处应力
三轴度在加载过程中的变化情况.基于此结果，文中还制作了细散斑，并通过二维数字图
像相关(DIC)
测量方法得到了常温至573 K下准静态及动态加载试样的失效应变,从而准
确地将修正应力三轴度、应变率和温度与失效应变对应起来，获取了更为准确的J-C失效
模型参数;通过对铝锂合金断口使用SEM扫描电镜进行微观观察,探究了应力三轴度影
响铝锂合金失效应变的微观机理，发现材料在变形过程中产生的微孔洞随应力三轴度的
增大而不再大量聚集形成韧窝.
关键词：
2A97铝锂合金;J-C失效模型；应力三轴度；失效应变；DIC
中图分类号：
O347.3
；V214.9 文章编号：
1007-555X(2219)70-01/3-09
铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强
度和高比刚度的铝合金材料，是当今航空航天结构
力学与实践年第卷
、匕
气什〔
一材料模型参数的实验测定
范亚夫卞段祝平
中国科学院力学研究所实验室北京
中国兵器、业研究所包头
摘要介绍一种通过拉伸实验圆筒爆炸试验和
计算机仿真来确定材料模型中相关常数的方
法关键词拉伸实验圆筒爆炸试验计算机仿真
引言
材料模型是一个能反映应变率强化效应和温升软化效应的理想刚塑性强化模型由于此模型参量
太多在实际使用中受到不同程度的限制特别是从事计算
的工程技术人员多半都是参考国外的现有工作来给出相关的
材料常数的这势必给计算结果的可信度带来质疑木文介绍
的方法主要由三部分组成由拉伸实验确定
材料的力学性能由圆筒爆炸试验获取高速摄影胶片进而获得圆筒膨胀半径与时间的关系曲线头通过
计算机仿真再现圆筒爆炸试验的全过程并调节相关材料参
数使其与高速摄影胶片完全吻合进而确定
模型中的相关材料常数
材料模型实际上由两部分内容组成
第一部分只涉及应力其中了氏二即汪力与等效应力的比值
损伤参数一艺△习扩一‘时断裂发生式电
△为积分循环期间的等效塑性应变增量
前者可由拉伸实验确定材料常数而后者
则由圆筒爆炸试验来完成相关系数的确定
拉伸实验
段分离式装置是测定材料应力应
变关系曲线的基本设备根据维弹性波理论这个实验可
获得材料在应变率达”、护犷‘动载下的。曲线进
而确定式中的。二作为一个算例图给出
的是两种不同热处理工艺条件下材料的曲线表
列出了相关的测试数据材料的硬化指数应变率敏感指
数和温度软化指数可通过下面的式式式获得
〔。仁”‘一”
其中。为流动应力理为等效塑性应变扩、臀、。为相对等效塑性应变率取勃二一‘
一界几一界为无量纲温度其中男与界
为材料的熔点与室温
上式中第一个因子给出的是当扩二和时
流动应力与等效塑性应变的函数关系第二个和第砚个因子
表示了应变率效应和温度效应
第二部分则是涉及断裂时的应变
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日应变
图经不同热处理的动态拉伸性能
表材料动态拉伸性能
艺强度延伸率占第期范亚夫等材料模型参数的实验测定
abaqus中johnson-cook本构模型理解 -回复
什么是Johnson-Cook本构模型？
Johnson-Cook本构模型是一种常用的冲击/爆炸动力学材料本构模型，用于描述高速冲击、爆炸等极端应变速率条件下材料的动态力学行为。它是由Johnson、Cook等人在1983年基于强化流动材料在宇宙空间中引起的一系列实验数据提出的。该模型可用于预测金属材料在高温、高速率变形下的应力-应变关系，以及材料的生命损伤和破坏。
Johnson-Cook本构模型的原理是将应力-应变关系分解成四个部分：弹性变形、塑性变形、强化流动和软化流动。其中，弹性变形是指材料在受力后能恢复到原始形状的变形行为；塑性变形是指材料在超过屈服点后出现的不可逆塑性变形行为；强化流动是指材料在高速率下发生的塑性变形行为，它是由高速率塑性变形引起的材料强度增加；软化流动是指材料在高温下、高应变速率下出现的塑性变形行为，它是由高温下的材料软化引起的材料强度降低。通过将以上四个部分结合起来，Johnson-Cook本构模型可以较为准确地描述金属材料在极端应变速率条件下的应力-应变关系。
具体来说，Johnson-Cook本构模型的形式为：
σ = ε^(n) * (A + B * ε^(m)) * (1 + (C * ln(ε^(˙)/ε̇_0 ))^(α-1) )
其中，σ为材料应力，ε为材料应变，ε˙为应变速率，ε̇_0为参考应变速率，A、B、C、n、m和α为经验参数。其中A和B可表示材料的初始硬化性能，C可表示高速率下流动机制，n可表示材料的应变硬化效应，m可表示材料的应变硬化率，α可表示材料的软化速度。
Johnson-Cook本构模型的应用范围非常广泛，特别适合用于金属材料在高速率和高温环境下的动态加载计算。该模型的参数可以通过实验数据拟合获得，使得模型的预测结果能够与实际测试结果较好地吻合。同时，Johnson-Cook本构模型还可以用于模拟金属材料的损伤与破坏过程，包括疲劳寿命预测、裂纹扩展等。
