利用晶粒尺寸构建本构方程模拟AA1070铝的热变形行为

摘要

对原有Johnson-Cook本构模型中的项进行修正,提出一种新的现象学的、基于经验的本构模型.该模型可用于描述和预测具有不同初始晶粒尺寸的AA1070铝在热加工过程中的流变应力.该模型考虑热软化、应变速率硬化、应变硬化、初始晶粒尺寸及其相互影响,能够正确模拟具有不同应变、应变速率和初始晶粒尺寸AA1070铝的高温行为.通过压缩试验测试的AA1070铝的热流变行为,温度范围为623～773 K,应变速率为0.005～0.5 s-1,初始晶粒尺寸为50～450μm.结果表明,初始晶粒尺寸对AA1070铝的流变行为有显著影响.通过相关系数(R)、平均绝对相对误差(AARE)、相对误差评估模型的可预测性.结果表明,新模型预测的具有不同初始晶粒尺寸材料的流变应力与实验值完全一致,平均相对误差为1.19％,证实新修正的Johnson-Cook关系能准确估计考虑初始晶粒尺寸时AA1070铝的热流变应力.