[發明專利]一種鎂基納米復合材料觸變塑性成形本構模型的建立方法

在審

• 申請號: 201410384048.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104156590A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 閆洪;邱洪旭;劉少平;胡志
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06F17/50
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料成形領域，具體涉及一種鎂基納米復合材料觸變塑性成形本構模型的建立方法。

技術背景

材料的本構關系是指材料性能的數學模型，像牛頓粘性定律、胡克定律等屬于力學方面的本構關系。半固態金屬觸變塑性成形的本構關系，即半固態材料在觸變塑性成形過程中的真實應力值隨變形溫度、液-固相率、真實應變及應變速率等因素的變化關系。它是半固態金屬成形過程數值模擬的重要前提，同時對半固態金屬觸變成形技術的開發和應用也有重要的指導意義。

目前，常用的本構關系模型有下面兩種：統計本構關系和唯象本構關系。統計本構關系則是建立在原子和分子模型描述的微觀機制上，側重于描述變形過程的微觀組織演變，這種模型有一定的局限性，因為很難精確的描述材料的微觀機制；而唯象本構關系指的是用數理統計方法或者人工神經網絡所建立的應力、應變和應變速率等可以宏觀測定的物理量間的關系，其中不涉及到有關原子和分子結構等等微觀機制，雖然這帶有一定的經驗性，但是卻很實用。所以，唯象本構關系比統計關系相對簡單實用，更利于實際工程上的應用。

從現有技術報道的得知，大量的研究主要集中于基體合金在熱變形溫度和半固態溫度區間的本構關系的研究。近些年來，發展出了一種利用高能超聲制備納米顆粒增強復合材料的方法，因納米粒子粒徑小，表面能高，易于團聚，高能超聲振動時產生的聲空化和聲流效應能夠在極短的時間內同時改善增強體在基體中的潤濕與分散，且對溶體合金無污染，是一種較為理想的制備金屬基納米復合材料的方法。然而目前還沒有關于建立金屬基納米復合材料觸變塑性成形本構模型的方法的報道。由于觸變塑性成形過程，變形比較大，使用不準確的本構模型將嚴重影響數值模擬的精度。因此，提出一種鎂基納米復合材料觸變塑性成形本構模型的建立方法，對觸變塑性成形技術的開發和應用具有重要的指導意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎂基納米復合材料觸變塑性成形本構模型的建立方法，為鎂基納米復合材料觸變成形數值模擬提供可靠的依據。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。

1)根據鎂基納米復合材料的觸變塑性成形實驗所得的數據，得到應力σ、應變ε、應變速率溫度T、液相率f_L、增強相納米顆粒的體積分數f_p之間的非線性關系式：

σ∝exp(a+bfp+cfp2+d/T)·ϵn·ϵ·m·[1-βfL]a1·[1+(αϵ·)mfp]a2]]>