[发明专利]一种钨颗粒增强锆基非晶复合材料的本构模型参数的建立方法

权利要求书

1.一种钨颗粒增强锆基非晶复合材料的本构模型参数的建立方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.非晶基体加入增强颗粒之后，复合材料整体塑性得到提升；

S2.使用Johnson-Cook模型来模拟非晶复合材料的侵彻行为，其应力部分的表达式为：

式(1)

式中，A、B、C、n、m都是材料参数，σ_e为vonmises流动应力；为等效塑性应变；为相对等效塑性应变率；为无量纲温度；

S3.在Johnson-Cook模型的本构关系中应用了两个假设：

a.可以用等效应力、等效应变和等效应变率的关系来描述不同应力下的本构关系

b.等效应变、等效应变率和相对温度变化对等效应力的效应相同，这说明可以采用分离变量的方法来确定模型中的某些参数；

S4.根据室温压缩试验和霍普金森压杆试验可测定非晶复合材料在准静止压缩状态和动载下的应力应变曲线：

a.在常温及准静止状态下化简为：

式(2)

b.在a中A就是材料的屈服强度；

S5.根据W_颗粒/Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶复合材料的室温压缩应力应变曲线可知，其屈服强度为1847MPa，则W_颗粒/Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶复合材料的Johnson-Cook模型中A＝1847MPa；

S6.第二项是对曲线强化部分的描述，将强化部分公式左右两边取对数，可得到：

式(3)

可将强化段的采集点绘制在双对数坐标纸上，所得直线的截距即是ln B，斜率即是n；

S7.参数C是应变率系数，推导这个参数需要用到不同应变率下非晶复合材料的应力应变曲线，可通过霍普金森压杆试验，得到不同应变速率下的应力应变曲线，根据式(1)，在不考虑温度变化的情况下，在不同应变下采用线性拟合的方法获得应力-对数应变率曲线的斜率，该斜率除以该应变下的即为应变率系数C，可用式(4)来表达：

式(4)

S8.通过霍普金森压杆实验，获得W_颗粒/Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶复合材料800s^-1和1500s^-1两种不同应变率时的应力应变曲线，根据两条曲线可以计算得到各个应变下的Δσ_e和将两者相除之后再除以取平均值可以得到C＝0.24；

S9.同样的，利用相同应变速率、不同温度下的应力应变曲线获得温度系数m；由于在侵彻过程中，热传导的时间远远大于侵彻的持续时间，温度系数m对整个模拟结果的影响比较小；

S10.综上所述，W_颗粒/Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5非晶复合材料的Johnson-Cook模型参数A＝1847MPa，B＝2039MPa，n＝0.25，C＝0.21，m＝1。