韩悌信 ， 曾祥国 ， 盛 鹰 ， 陈 军 ，陈华燕

(1.四川大学，四川 成都 610065)(2.北京应用数学与力学研究所，北京 100088)



钛合金动态本构关系的研究及应用

韩悌信1， 曾祥国1， 盛 鹰1， 陈 军2，陈华燕1

(1.四川大学，四川 成都 610065)(2.北京应用数学与力学研究所，北京 100088)

钛合金；S型曲线；修正Johnson-Cook模型；遗传算法

0 引 言

具有优良力学性能和耐腐蚀性能的钛及钛合金被越来越多地应用于航空航天、化工、舰船等领域，也就越来越要求人们了解和掌握其在各种情况下的力学行为。众多研究表明，钛合金是应变率高度敏感材料，且在高应变率下呈现出特殊的力学性能[1]。因此，在涉及高速成形、高速碰撞、动态断裂以及弹塑性波传播等工程应用中，有必要研究钛合金在高应变率下的力学性能[2]。但是，在实际中要得到钛合金在极高应变率、极高温度下的应力、应变数据比较困难，更不可能得到钛合金在所有应变率及温度下的力学性能。一种可行的方法是用相关理论提出的本构关系模型来描述应力与应变率、温度之间的关系，采用实验数据拟合出模型中的待定参数，再以此本构关系来预测材料在任意应变率及温度下的力学行为。

Johnson-Cook模型形式简单、各参数含义清晰、易拟合，被广泛用于描述金属材料的力学行为，且已被众多商用有限元软件所采用，用于结构或构件在动态载荷作用下的动力学有限元分析[3-6]。但经典的Johnson-Cook模型不能很好地描述钛合金在高应变率下的力学性能。这是因为在高应变率下，钛合金内部温升会影响流变应力的大小，即温升会减弱应变、应变率的强化效应。……