6063铝合金本构模型及其有限元仿真.pdfVIP

学兔兔 第6期(总第187期) 机 械 工程 与 自动 化 No．6 2014年 12月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Del2． 文章编号：1672—6413(2014)06—0118—03 6 0 6 3铝合金本构模型及其有限元仿真 张东来，高建和，张 进 (扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127) 摘要：通过6063铝合金单轴拉伸试验，获得了该材料的真实应力自然应变曲线。然后，建立了分析用6063 铝合金的两种本构模型，用此模型模拟了试样单轴拉伸过程。最后，通过对比仿真结果与试验结果，分析模 型的准确性。 关键词：本构模型；单轴拉伸试验；有限元仿真 中图分类号：TG356：TP391．9 文献标识码：A 0 引言 计测量应变；②对拉伸试样预加载。对于方案1，由于引 6063铝合金具有极佳的加工性能，优良的可焊接 伸计结构不同，导致在弧形试样上的装夹方式及部位不 性、挤出性和电镀性，良好的抗腐蚀性和韧性，因此被 同，会对结果产生不同程度的影响。目前，引伸计在弧 广泛地用于各种行业。目前，当工程师们在设计结构 形试样上的装夹位置，国家标准中未作明确的规定，引 需要用到6063铝合金材料力学性能时，主要是参考现 伸计装在弧形试样的凸面、凹面或两侧面，试验结果会 有的力学性能数据，一般是弹性模量、名义屈服极限、 有所不同 ]。由于试验仪器的限制且需要获得整个拉 强度极限等。随着数值算法的完善、计算机技术以及 伸过程的应变，本试验最终采用方案2。同时，在试样凹 各种数值模拟商业软件的发展，我们能够很方便地处 面和凸面布置电阻应变计，测量材料的弹性模量和泊松 理结构分析中材料非线性、金属材料塑性成形等问题， 比。拉伸试样表面电阻应变计的布置和电桥连接方式 因此获得材料准确的本构模型变得很有必要_1]。 如图2和图3所示 ]。 1 试样单轴拉伸试验 F▲ 1．1 试样制备 本文的研究对象是6063铝合金管材，按照GB／T 228．1—2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试 验方法》规定，依据管材规格q5260 mmX 5 mm，考虑 避免试样夹持端与燕尾槽座摩擦对试验数据的影响， 制备编号为S6的纵向弧形不带头试样。6063铝合金 纵向弧形试样如图1所示嘲。 蝴 I ，+ 图2 拉伸试样表面电阻应变计的布置 采用长春试验机研究所有限公司的DNS100型拉 2lo 伸试验机进行试验，试验过程如下：①装夹试样，电桥 平衡调零，设置横梁位移速率为0．5 mm／min，开始拉 图 1 6063铝合金纵向弧形试样 1．2 试验方案 伸至载荷达到10 kN，其间每1 kN采集一次应变信 虽然纵向弧形试样在试验前已经把两端压平，但 号；②