本發(fā)明涉及流動應(yīng)力計(jì)算，尤其涉及一種離散型流動應(yīng)力模型的建立方法。

背景技術(shù)：

1、在金屬材料熱加工成形工藝設(shè)計(jì)中，如鍛造、熱沖壓、軋制、焊接、熱處理等，材料流動應(yīng)力是進(jìn)行產(chǎn)品和模具選材、壓力設(shè)備選型、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的重要參考參數(shù)，此外流動應(yīng)力也是產(chǎn)品熱成形工藝數(shù)值模擬仿真的重要輸入數(shù)據(jù)。

2、材料流動應(yīng)力測試方法一般是通過gleeble等熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)在不同溫度和不同應(yīng)變速率下，對試樣進(jìn)行壓縮或拉伸變形后獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后研究人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用不同數(shù)學(xué)模型建立起基于溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率耦合表征的流動應(yīng)力模型。但是數(shù)學(xué)模型一般只滿足實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)的流動應(yīng)力變化規(guī)律，當(dāng)數(shù)學(xué)模型過于復(fù)雜或者變形條件超出實(shí)驗(yàn)條件時，計(jì)算出的流動應(yīng)力數(shù)值往往過大或過小，與材料熱力學(xué)性能規(guī)律不符。

3、并且基于原始實(shí)驗(yàn)散點(diǎn)數(shù)據(jù)的流動應(yīng)力曲線模型，雖可通過局部數(shù)據(jù)的線性插值計(jì)算出不同變形條件下的流動應(yīng)力，但是不能直觀反映溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率參數(shù)對流動應(yīng)力的影響規(guī)律，不利于成形工藝設(shè)計(jì)人員掌握工藝參數(shù)優(yōu)化方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，兼顧了數(shù)學(xué)模型和散點(diǎn)模型的特點(diǎn)，獲得的流動應(yīng)力既能夠與原始實(shí)驗(yàn)曲線吻合，又能夠直觀的反映溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率參數(shù)對流動應(yīng)力的影響規(guī)律，符合材料熱力學(xué)性能規(guī)律，利于工藝設(shè)計(jì)人員掌握工藝參數(shù)優(yōu)化方向。

2、本發(fā)明提供的一種離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，包括如下步驟：

3、建立流動應(yīng)力模型為：

4、

5、其中，σ為材料變形過程中的流動應(yīng)力，單位為mpa；

6、εi為材料變形過程中的真應(yīng)變離散點(diǎn)；

7、t為材料變形過程中的溫度，單位為k；

8、為材料變形過程中的應(yīng)變速率，單位為s-1；

9、i為真應(yīng)變離散點(diǎn)按預(yù)設(shè)方向的編號，i＝1...kε；

10、αi、ni、qi、ai為真應(yīng)變離散點(diǎn)εi的四個流動應(yīng)力表征參數(shù)，αi的單位為mm.n-1，ni無單位，qi的單位為kj.mol-1，ai的單位為s-1；

11、流動應(yīng)力計(jì)算公式為：

12、

13、其中，r為氣體常數(shù)，r＝8.314jmol-1k-1。

14、進(jìn)一步的，建立流動應(yīng)力模型包括如下步驟：

15、通過熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)獲得金屬材料在不同溫度t和不同應(yīng)變速率下連續(xù)變形的流動應(yīng)力曲線；

16、將真應(yīng)變在0-1范圍內(nèi)分割為kε個真應(yīng)變離散點(diǎn)εi；

17、采集各真應(yīng)變離散點(diǎn)εi對應(yīng)的不同變形條件下的流動應(yīng)力，基于sellars-tegart本構(gòu)方程計(jì)算各真應(yīng)變離散點(diǎn)εi對應(yīng)的四個流動應(yīng)力表征參數(shù)αi、ni、qi、ai；

18、基于表格數(shù)據(jù)形式建立離散型流動應(yīng)力模型。

19、進(jìn)一步的，采用不同間隔值離散分割真應(yīng)變，在峰值應(yīng)力σp前后采用小間隔值，在穩(wěn)態(tài)應(yīng)力σs區(qū)間采用大間隔值。

20、進(jìn)一步的，連續(xù)應(yīng)變條件下的流動應(yīng)力由兩個相鄰真應(yīng)變離散點(diǎn)的區(qū)間線性插值獲得：

21、

22、其中，εi≤ε≤εi+1，1≤i<kε；ε≤ε1，i＝1；ε>εkε，i＝kε-1。

23、相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的有益效果是：

24、本發(fā)明建立的流動應(yīng)力模型兼顧了數(shù)學(xué)模型和散點(diǎn)模型的特點(diǎn)，獲得的流動應(yīng)力既能夠與原始實(shí)驗(yàn)曲線吻合，又能夠直觀的反映溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率參數(shù)對流動應(yīng)力的影響規(guī)律，符合材料熱力學(xué)性能規(guī)律，并可估算實(shí)驗(yàn)條件無法滿足情況下的流動應(yīng)力大小，為工程設(shè)計(jì)提供了可靠的參考數(shù)據(jù)，利于工藝設(shè)計(jì)人員掌握工藝參數(shù)優(yōu)化方向。

25、應(yīng)當(dāng)理解，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中所描述的內(nèi)容并非旨在限定本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，亦非用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的描述變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，其特征在于，建立流動應(yīng)力模型包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，其特征在于，采用不同間隔值離散分割真應(yīng)變，在峰值應(yīng)力σp前后采用小間隔值，在穩(wěn)態(tài)應(yīng)力σs區(qū)間采用大間隔值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，其特征在于，連續(xù)應(yīng)變條件下的流動應(yīng)力由兩個相鄰真應(yīng)變離散點(diǎn)的區(qū)間線性插值獲得：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種離散型流動應(yīng)力模型的建立方法，包括如下步驟：通過熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)獲得金屬材料在不同溫度T和不同應(yīng)變速率下連續(xù)變形的流動應(yīng)力曲線；將真應(yīng)變在0?1范圍內(nèi)分割為kε個真應(yīng)變離散點(diǎn)ε<subgt;i</subgt;；采集各真應(yīng)變離散點(diǎn)ε<subgt;i</subgt;對應(yīng)的不同變形條件下的流動應(yīng)力，基于Sellars?Tegart本構(gòu)方程計(jì)算各真應(yīng)變離散點(diǎn)ε<subgt;i</subgt;對應(yīng)的四個流動應(yīng)力表征參數(shù)α<subgt;i</subgt;、n<subgt;i</subgt;、Q<subgt;i</subgt;、A<subgt;i</subgt;；基于表格數(shù)據(jù)形式建立離散型流動應(yīng)力模型。本發(fā)明兼顧了數(shù)學(xué)模型和散點(diǎn)模型的特點(diǎn)，獲得的流動應(yīng)力既能夠與原始實(shí)驗(yàn)曲線吻合，又能夠直觀的反映溫度、應(yīng)變、應(yīng)變速率參數(shù)對流動應(yīng)力的影響規(guī)律，符合材料熱力學(xué)性能規(guī)律，利于工藝設(shè)計(jì)人員掌握工藝參數(shù)優(yōu)化方向。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉飛,陳彬,白松,喬運(yùn)華,李奧博,嚴(yán)事鴻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中機(jī)數(shù)科（北京）信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10