[发明专利]一种粉末烧结材料高温塑性流变致密化本构模型构建方法

摘要

本发明公开了一种粉末烧结材料高温塑性流变致密化本构模型构建方法，以粉末烧结材料的流变应力和瞬时致密度数据为基础，通过数值拟合分析，建立粉末烧结材料高温流变应力σ、瞬时致密度ρ、变形温度T和应变速率ξ间的非线性本构关系模型。该模型适用于涉及纯铁、碳钢、合金钢成分粉末烧结体的热轧、热挤压、热锻等塑性加工工艺和模具设计，该模型不仅可以精确表征粉末烧结材料的高温塑性流变致密化行为，还能精确预测粉末烧结材料在不同热加工条件下的流变应力和瞬时致密度，具有良好的稳定性，可应用于粉末烧结材料的热轧、热挤压、热锻等塑性加工工艺和模具的计算机辅助设计。

主权项

1.一种粉末烧结材料高温塑性流变致密化本构模型构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：获得各粉末烧结材料在不同热加工条件下的流变应力和瞬时致密度数据；步骤2：以步骤1中所获得的粉末烧结材料的流变应力和瞬时致密度数据为基础，通过数值拟合分析，建立粉末烧结材料高温流变应力σ、瞬时致密度ρ、变形温度T和应变速率ξ间的非线性本构关系模型；步骤3：确定本构模型中各待定系数；步骤2中建立的各粉末烧结材料的高温塑性流变致密化本构模型包括致密化硬化函数η(ρ)和基体动态流变应力函数σ₀(T,ξ)两部分，具体如下：或者：其中，σ、ρ、T、ξ分别为粉末烧结材料的流变应力、瞬时致密度、变形温度和应变速率，Q为热变形激活能，R为理想气体常数，a、mˊ、m、α、A和n为材料特征参数；当致密度ρ＝1时，表示粉末烧结材料全致密，此时的流变应力σ等于其基体流变应力σ₀。