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三维应力状态下2A12试件有限变形和断裂的数值模拟
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB125[理学—力学;理学—工程力学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学 航空学院,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11002104);陕西省自然科学基金资助项目(2011JQ1019)
中文摘要:

通过将改进的X-W延性金属断裂模型结合修正的von-Mises准则嵌入ABAQUS/explicit用户材料子程序VUMAT的方式,对一系列铝合金2A12-T4试件的渐进断裂过程进行数值模拟,该模型以连续损伤力学为基础,并考虑静水压力和 Lode 角对损伤变量的作用。为了预测该模型的有效性并预测金属的延性断裂,对铝合金2A12-T4光滑圆棒、带缺口的棒材和紧凑拉伸试件(CT试件)进行单向拉伸试验及数值模拟。同时对比分析几何非线性和屈服准则的影响在数值仿真计算中的差异。结果表明,该断裂模型结合修正的von-Mises屈服准则可很好地预测2A12-T4试件渐进破坏试验的载荷-位移曲线及各试件的宏观断裂形貌。其中,“隧道”效应能够很好地解释CT试件处于平面应变状态的中心层和平面应力状态的表面层的抗断裂能力的差异。

英文摘要:

A modified X-W ductile fracture model with modified von-Mises yield criterion based on the continuum damage mechanics which combined the effect of pressure and Lode angle on damage variable was implemented into ABAQUS/explicit through the user subroutine VUMAT to simulate the progressive failure of specimens of aluminum alloy 2A12-T4. In order to verify the modified fracture model and predict the progressive failure behavior of the ductile metals, a series of experiments of aluminum alloy 2A12-T4 specimens including smooth and notched round bars and compact tension (CT) specimen as well as corresponding numerical performances were conducted. Meanwhile, different numerical simulations with or without geometric non-linearity and different yield criteria were studied by comparing the difference. The numerical results show that the fracture model with modified von-Mises yield criterion can accurately and effectively predict the experimental results of 2A12-T4 specimens including load-displacement curves and macroscopic fracture morphology. Among them, the“tunnel”effect appearing in CT specimen can directly explain the difference of the fracture resistance between in plane stress layer and in plane strain layer.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974