基于缺口试件应力状态试验的Johnson-Cook模型参数反演标定方法

摘要

Johnson-Cook模型是适用于金属高应变率、大变形的强动载材料模型之一,其对应于材料的参数标定是模型应用的关键。由于没有考虑复杂应力状态对材料性能的影响,在不同应力状态下使用传统标定方法标定的模型进行模拟计算,计算结果与实际情况存在显著的差异。为了减小这种差异,使用6005A-T6铝合金,设计用以表征不同应力状态的缺口试件,在应变率4×10^(-4)s^(-1)条件进行准静态单向拉伸试验。使用一种基于遗传算法的反演标定方法,将不同应力状态条件下的试验数据纳入到遗传算法的训练集中,以Matlab-LS-DYNA联合编程进行数据交互与集成,从而获得标定参数的最优解。结果表明,该方法标定的材料模型参数弥补了传统方法的不足,在复杂应力状态条件下具有更好的适用性。