李恒奎 张光瀚 赵晓春 肖守讷 朱志武

（1 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111）

（2 西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都 610031）

（3 中国铁路济南局集团有限公司青岛机车车辆监造项目部，青岛 266111）

文 摘 为研究5083P-0 铝合金在高应变率下的力学行为及本构模型，通过RPL100 材料试验机和分离式霍普金森压杆（SHPB），对5083P-0 铝合金进行了准静态及应变率范围950～3 000 s-1的冲击动态压缩实验。结果显示随着应变率的增加，5083P-0 铝合金的屈服强度、流动应力增加，应变硬化率减小，具有应变硬化效应，正应变率效应以及热软化效应。对其塑性变形原理进行分析发现，滑移系的作用导致材料发生较大的塑性变形，同时由于绝热温升的产生，材料表现出应变硬化与热软化机制相竞争的情况。在Johnson-Cook 模型的基础上对应变率项进行改进，并引入绝热温升，改进的Johnson-Cook 模型能够能较好地描述该材料的应变率效应并能准确地描述其流动应力。最后采用新的应变率进行补充实验，通过对比验证了模型的合理性。

0 引言

铝合金材料因其具有低密度，高强度和高塑性等优良性能而广泛应用于日常生活、工业生产以及高速列车车体结构中［1-4］。在对铝合金的使用过程中，不可避免地可能会受到冲击动态载荷的作用，如车辆碰撞、列车零部件间的撞击等［5］。经验表明，冲击动态载荷条件下与准静态载荷条件下材料的力学性能会有所不同。铝合金材料会出现随着应变率的增大，屈服应力与流动应力提高、应变硬化率降低等现象。……