[發明專利]一種抗拉強度1200MPa的冷軋雙相鋼動態變形本構模型建立方法

有效

• 申請號: 201710707597.7
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107609223B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 宋仁伯;姜龍;魏然;李宜
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06F30/25;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種抗拉強度1200MPa的冷軋雙相鋼動態變形本構模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)通過1200MPa冷軋雙相鋼在動態變形條件下的拉伸實驗，獲得1200MPa冷軋雙相鋼在室溫條件下的拉伸性能數據；

2)根據1200MPa冷軋雙相鋼金相組織照片統計出鐵素體、馬氏體的晶粒尺寸及其體積分數，并應用于新構建的本構模型中；

3)計算1200MPa冷軋雙相鋼在動態變形條件下的絕熱溫升；

4)確定本構模型參數；

5)驗證本構模型；

所述步驟1)中1200MPa冷軋雙相鋼動態拉伸實驗，其應變速率分別為：1s^-1、10s^-1、100s^-1、500s^-1、1000s^-1，在Zwick HTM16020高速拉伸試驗機上進行實驗，最終得到1200MPa冷軋雙相鋼在1s^-1～1000s^-1五個應變速率條件下的應力應變曲線；

所述步驟4)具體為選用包含鐵素體、馬氏體晶粒尺寸因素，各相體積分數因素，細晶強化效應，應變速率敏感性以及應變、應變速率、溫度之間的耦合效應的新型本構模型，通過軟件的擬合計算得到本構模型的參數；

所述步驟3)對升高的溫度進行計算，并帶入到新構建的本構模型中；計算絕熱溫升的方程為：

其中ΔG為機械能向熱能轉變量；ρ為材料密度；c_v為定容比熱；η為塑性功轉變成變形熱的因數；ε₁為最小真應變；ε₂為最大真應變；ε為真應變；σ為真應力，將室溫設定為t_室溫＝25℃，則絕熱溫升后的開爾文溫度T＝t_室溫+ΔT+273.15；

所述步驟4)中本構模型參數確定包括：

步驟41)：BCC金屬Zerilli-Armstrong模型最終方程如下面公式所示：

其中σ₀為初始屈服強度；為應變速率；ε為有效塑性應變；C₁，C₂，C₃，C₄為材料常數；

步驟42)考慮雙相鋼中鐵素體及馬氏體的晶粒尺寸，相體積分數以及晶粒細化效應，將模型變形為：

其中D為相應相粗晶粒尺寸；

步驟43)：對應變速率強化效應多項式進行二次化修正，將模型公式變為：

步驟44)：將模型最終構成如下所示：

步驟45)：將實驗數據帶到新構建的本構模型中，利用軟件擬合，求出本構模型中各個參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述本構模型驗證方法如下：將本構模型得到的應力應變曲線與實驗真實的應力應變曲線進行比較，引入度量模型與實驗值擬合優度的指標可決系數R²，其數值越接近1表示模型擬合優度越好，進一步驗證本構模型的精確程度。