刘 畅 陈小敏 陈书涵 陈建兵

1. 长沙理工大学

创新创业教育学院

湖南 长沙 410114

2. 长沙理工大学

汽车与机械工程学院

湖南 长沙 410114

0 引言

镁合金以其较低的密度、优越的阻尼特性、较高的比强度等特点，在航空航天、电子、交通运输等领域得到了广泛应用[1-2]。镁合金的加工和强化主要依靠热塑性变形，经过塑性加工后得到的变形镁合金，其综合性能可以得到显著提升[3-5]。因此，镁合金的热变形规律及其热加工工艺优化具有十分重要的研究价值。

本构模型是描述金属材料加工变形规律的一种数学模型，能够定量分析金属材料热变形的流动应力与各变形参数之间的关系[6-7]。根据模型建模思想的不同，可将金属材料本构关系模型大致分为唯象学模型、物理基模型和人工神经网络模型[8]。在唯象学本构模型中，较为常用的有Zerilli-Armstrong（Z-A）模型[9]、Arrhenius-Type模型[10]和 Johnson-Cook模型等。其中Johnson-Cook模型考虑了材料在实际加工过程中，影响材料流动应力大小的3种主要因素，因而得到了广泛的应用[11]。Lin Y. C. 等[12]通过单轴拉伸试验研究了一种高强合金的热变形行为，并建立了描述合金流变应力与应变速率以及变形温度关系的Johnson-Cook模型。Jia Z. 等[13]研究了AA6016-T6合金，在0.001～100 s-1应变速率下的动态力学性能及断裂特征，建立了反映应变速率影响的修正Johnson-Cook模型。A. Shokry等[14]总结了不同动态加载条件下4种类别合金的应力-应变关系，提出了一种改进的通用Johnson-Cook模型（PMJC模型），并对模型的准确性进行了验证。改进的Johnson-Cook模型都是选取参考温度和应变速率下的应力-应变关系作为基准，再综合考虑其它变形条件下的应力变化情况，最后得到能够适用于所有变形参数下的流变应力本构方程[15]。……