TC4钛合金绝热剪切行为的数值模拟

来源期刊：机械工程材料2020年第10期

论文作者：闫迎亮 张鹏飞

文章页码：76 - 166

关键词：TC4钛合金;帽状试样;数值模拟;绝热剪切;

摘    要：基于Johnson-Cook本构模型和损伤模型,采用Lsdyna软件建立了分离式霍普金森压杆系统的二维模型,对TC4钛合金帽状试样的绝热剪切过程进行了数值模拟,研究了局域化变形区域的应力、塑性应变和温度,并与试验结果进行对比;探讨了TC4钛合金的绝热剪切机理。结果表明:模拟得到13m·s^-1冲击速度下,TC4钛合金帽状试样发生明显的局域化变形,且局域化变形区域的最大应力为1 530MPa,断裂极限塑性应变为0.205,最高温度为344.3K;局域化变形区域中等效塑性应变较高的区域与温度较高的区域均呈扭转的漩涡状分布特征,且二者的位置相同,该区域形成了绝热剪切带。模拟得到帽状试样的真应力-真应变曲线以及绝热剪切带形成的位置与试验结果均吻合,验证了模拟结果的准确性。TC4钛合金绝热剪切带组织为明显的等轴晶组织,绝热剪切带组织与α基体组织间存在明显的分界线。