上海交通大学学报

上海交通大学学报（自然版） ›› 2011, Vol. 45 ›› Issue (11): 1657-1660.

• 金属学与金属工艺 • 上一篇    下一篇

有限元分析法确定JohsonCook本构方程材料参数

董菲1，Guenel Germain2，Jean Lou Lebrun2，李铸国1   

  1. (1.上海交通大学 材料科学与工程学院, 上海 200240; 2.法国国立高等工程技术学校 昂热分校实验室， 法国 昂热 49035)
  • 收稿日期:2011-02-08 出版日期:2011-11-30 发布日期:2011-11-30
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目（50971091），科技部国际科技合作项目（2009DFB50350），上海市重大技术装备项目(ZX08089).

Identification of Johnson-Cook Constitutive Model by Finite Element Analysis

  1. (1.School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240,China;2.Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers, Laboratory LAMPA, Angers 49035, France）
  • Received:2011-02-08 Online:2011-11-30 Published:2011-11-30

摘要： 采用反演法确定了马氏体不锈钢410的Johnson-Cook本构方程材料参数.剪切实验采用的剪切速率为1~5 000 s-1，温度为20~1 000 °C.有限元模拟在Abaqus软件平台上进行.采用Johnson-Cook模型，施加与实验相同的初始条件.通过Matlab非线性最小二乘法优化程序来调整有限元模型材料参数，找到合适值，使得模拟得到的力位移曲线与实验得到曲线相吻合.结果表明，所得参数都能很好地代表不锈钢410在高温高变形速度下的流动特性，JohnsonCook模型不能描述材料破坏阶段的行为特征.

关键词: 马氏体不锈钢, JohnsonCook模型, 反演法, 有限元分析, 参数确定, 优化

Abstract: An inverse approach was applied to identify the material parameters of Johnson-Cook constitutive equation which is largely used for describing materials’ behaviour in previous conditions. The shear experiments over a wide range of temperatures (20-1 000 °C) and strain rates (1-5 000 s-1) and the finite element method simulations were carried out for martensitic stainless steel 410. The goal of the inverse method is to find a parameter array which minimizes the difference between the experimental and numerical forcedisplacement data. The initial parameters are optimized by nonlinear leastsquare method. It is observed that the parameters optimized generally represent well the flow behaviours of material except the damage domain.

Key words: martensitic stainless steed, JohnsonCook model, inverse method, finite element analysis, parameter identification, optimization

中图分类号: