圓環(huán)縱向沖擊壓縮變形特性的研究.pdf

1、在金屬工業(yè)加工中，圓環(huán)件在縱向壓縮過(guò)程中其內(nèi)徑變化和端面摩擦條件存在密切關(guān)系。一些初步的研究表明，在沖擊壓縮過(guò)程中仍然遵循類(lèi)似的規(guī)律，但是動(dòng)態(tài)壓縮過(guò)程卻展現(xiàn)出許多新的現(xiàn)象，動(dòng)靜態(tài)壓縮過(guò)程存在著較明顯的差異，造成這種差異的原因是動(dòng)態(tài)壓縮過(guò)程中材料的應(yīng)變率效應(yīng)和圓環(huán)結(jié)構(gòu)的慣性效應(yīng)。
　　 先從理論研究方面對(duì)Avitzur方法的求解過(guò)程進(jìn)行了回顧和討論，并簡(jiǎn)單介紹了Hill的改進(jìn)解。然后進(jìn)行了圓環(huán)壓縮的MTS實(shí)驗(yàn)以及SHPB實(shí)驗(yàn)，對(duì)準(zhǔn)

2、靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程作了一些討論和分析。動(dòng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)均表明，隨著端面摩擦系數(shù)的增大，摩擦效應(yīng)愈加明顯，造成實(shí)際測(cè)得的流動(dòng)應(yīng)力高于理論上的單軸實(shí)驗(yàn)值。端面摩擦效應(yīng)是實(shí)驗(yàn)誤差的重要來(lái)源。然而動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中試件表面的摩擦條件在時(shí)間空間尺度上是變化的，難以保證整個(gè)過(guò)程的常摩擦條件，這種不均勻的變化會(huì)導(dǎo)致試件前后端面的變形明顯不同:并且當(dāng)試件發(fā)生較大的塑性變形時(shí)，圓環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性失穩(wěn)，應(yīng)力應(yīng)變曲線會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力下降段，其原因是橫向慣性效應(yīng)、泊松效應(yīng)、端

3、面摩擦效應(yīng)的相互耦合作用。這表明研究圓環(huán)的沖擊壓縮變形特性時(shí)應(yīng)控制試件不至發(fā)生過(guò)大的塑性變形，通常應(yīng)控制軸向應(yīng)變不超過(guò)0.3。
　　 基于Johnson-Cook材料模型，利用數(shù)值模擬的方法研究了圓環(huán)件在動(dòng)態(tài)沖擊載荷作用下的壓縮變形特性。首先綜合研究了材料屬性、試件尺寸等對(duì)摩擦變形特性曲線的影響，然后得到了動(dòng)態(tài)沖擊載荷下的摩擦-變形特性曲線，并與準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)果進(jìn)行了比較。研究了不同加載速度、不同應(yīng)變率敏感系數(shù)下的內(nèi)徑變化規(guī)律以及對(duì)臨