中应变率材料试验仿真分析与参数反演

摘要

在飞机结构坠撞、汽车撞击等仿真中，需要材料中应变率（1-200／s）特性，能否准确通过试验获得材料的中应变率特性成为这些仿真结果可靠的关键。中应变率材料试验机可以将试验件以中应变率的速度拉断，但是当应变率大于10时，力传感器所测力并不等同于试验件破坏处力。本文利用有限元计算方法，对试验件以应变率160／s进行拉伸仿真，通过与试验数据对比，进行参数优化，反演出材料的本构关系；将反演的本构模型用于应变率为20／s的材料拉伸试验仿真，与试验结果对比最大误差为5％，满足了工程需要；这说明通过材料高速拉伸试验、有限元仿真、参数反演相结合的手段可以较为准确地获得材料应变率在160／s以下的本构模型。