20CrMo 材料本构模型及有限元模拟.pdfVIP

第 43 卷第 11 期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.43  No.11  2012 年 11 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Nov. 2012  20CrMo材料本构模型及其有限元模拟 严宏志，龚黎军  (中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083)  摘要：基于 Johnson­Cook 材料热−黏塑性本构模型，通过准静态压缩力学实验确定 20CrMo 材料的本构模型应变 强化项系数；通过正交切削实验并运用 Oxley­Welsh 切削理论分析确定模型的应变速率和热软化效应系数，由此 建立 20CrMo 材料的热−黏塑性本构模型。在此基础上，以剪切失效为切屑分离准则，仿真分析正交切削条件下 的切削温度及切削力。对比仿真结果与切削实验测试结果可知：最大相对误差在 20%以内， 说明仿真分析较精确， 也说明了建立的 20CrMo本构模型有较高的准确性。 关健词：20CrMo材料；Johnson­Cook 模型；切削实验；有限元仿真 中图分类号：O347.3；TG506  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2012)11−4268−06  Constitutive model andfinite element simulation of  20CrMo material  YAN Hong­zhi, GONG Li­jun  (State Key Laboratory for High Performance Complex Manufacturing,  Central South University, Changsha 410083, China)  Abstract: A Johnson­Cook thermo­viscoplastic constitutive model for 20CrMo material was established. The strain­  hardening parameters for the model were obtained on the base of data from quasi static compression force test. And using  the Oxley­Welsh cutting theory, the strain rate parameters and thermal softening effect parameters for the model were  determined by the analysis of the results from orthogonal cutting experiments. Under the condition of the JC model  established and shear failure criterion, the results of cutting temperature and force gotten from orthogonal cutting were  analyzed by finite elements simulation. By comparison between simulation results and experimental data. The results  show thatthe maximum relative error is within 20%.The