双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2023.01.011

辽宁石油化工大学学报 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (1): 61-66.DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2023.01.011

双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

董振通¹^,²(), 孟宪明²(), 管建军¹, 赵艳¹

^1.辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺 113001
^2.中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司安全开发部，天津 300000

收稿日期:2022-03-11 修回日期:2022-04-08 出版日期:2023-02-25 发布日期:2023-03-13
通讯作者: 孟宪明
作者简介:董振通（1997⁃），男，硕士研究生，从事汽车轻量化技术研究；E⁃mail：d42581467@163.com。
基金资助:
辽宁省教育厅科学研究经费面上项目(LJKZ0385);山东省重点科技项目(2019TSLH0103)

Dynamic Mechanical Properties and Constitutive Model of Double Phase Steel HC420/780DP

Zhentong Dong¹^,²(), Xianming Meng²(), Jianjun Guan¹, Yan Zhao¹

^1.School Mechanical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.Safety Development Department，CATARC （Tianjin）Automotive Engineering Research Institute Co. ，LTD. ，Tianjin 300000，China

Received:2022-03-11 Revised:2022-04-08 Published:2023-02-25 Online:2023-03-13
Contact: Xianming Meng

摘要/Abstract

摘要：

在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下，测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能，研究了其在不同应变率下的动态力学行为，得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线，分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明，随着应变率的升高，双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高，断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外，基于Johnson?Cook本构模型，建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型，并验证了修正后的模型。结果表明，通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。

关键词: HC420/780DP, 高速拉伸, 应变率, 动态力学性能, Johnson?Cook本构模型修正

Abstract:

High?speed tensile tests of HC420/780DP dual?phase steel at strain rates of 0.001，0.100，1.000，10.000，100.000 s^－1 and 200.000 s^－1 were carried out. The dynamic mechanical behavior of the materials under different strain rates was studied. The true stress?strain curves of HC420/780DP at different strain rates were obtained, and the fracture elongation, tensile strength and flow stress were analyzed. The results show that the flow stress, yield strength and tensile strength of HC420/780DP dual?phase steel increased with the increasing strain rate. Based on the modified Johnson?Cook constitutive model, the dependent plastic deformation constitutive model versus HC420/780DP dynamic strain rate was established. The fitting results of the optimized constitutive equation are in consistent with the curves of experimental results.

Key words: HC420/780DP, High speed tensile tests, Dynamic mechanical properties, Strain rate, Modified Johnson?Cook constitutive model

中图分类号:

TQ014

董振通, 孟宪明, 管建军, 赵艳. 双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(1): 61-66.

Zhentong Dong, Xianming Meng, Jianjun Guan, Yan Zhao. Dynamic Mechanical Properties and Constitutive Model of Double Phase Steel HC420/780DP[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2023, 43(1): 61-66.

图/表 13

表1 HC420/780DP的化学成分

组分	质量分数/%	组分	质量分数/%
Cr	0.27	Si	0.08
Mo	0.21	Al	0.49
Mn	1.92	Fe	97.03

图1 采用线切割加工的静态试样和动态试样（单位：mm）

图2 CMT5205电子万能试验机

图3 Zwick Roell HTM16020液压伺服高速试验机

图4 应变率不同的材料塑性段的真应力?真应变曲线

图5 流变应力与应变率的关系曲线

图6 不同应变率下HC420/780DP的断裂伸长率

图7 不同应变率下有效塑性段

图8 准静态拟合曲线

表2 各应变率下的应力敏感系数

应变率/s^－1	C
0.100	0.005 11
1.000	0.011 32
10.000	0.013 14
100.000	0.015 37
200.000	0.017 29

图9 各应变率拟合曲线与试验曲线对比结果

表3 各应变率下曲线的拟合程度

应变率/ s^-1	R²
0.100	0.969 8
1.000	0.972 1
10.000	0.983 6
100.000	0.976 8
200.000	0.866 2

图10 HC420/780DP本构模型和试验曲线对比

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双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

Dynamic Mechanical Properties and Constitutive Model of Double Phase Steel HC420/780DP

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