高温条件下基于虚场法的钛合金弹塑性参数识别与提取

目的准确表述TC4钛合金的力学性能,对TC4钛合金进行了单轴热拉伸实验,使用虚场法识别和提取不同高温条件下TC4钛合金的弹塑性参数。方法在不同试验温度(650、700、750℃)下,选用TC4钛合金(Ti-6Al-4V合金),按轧制方向以应变速率为0.1 s-1进行热拉伸试验。采用立体数字图像相关系统(DIC)测量试样的真实应变,得到真实应力-应变曲线,并捕捉热拉伸过程中的随机点,计算出试样的真实应变场。通过虚场法(VFM)在试件的弹性阶段设置不同虚拟位移场,建立虚场方程组以识别不同试验组中的弹性模量和泊松比,利用JC本构模型建立适合试件塑性变形阶段的虚场方程,使用K-Means聚类算法提取模型中的塑性参数。结果在考虑计算误差的情况下,使用VFM识别出的弹性模量、泊松比与参考数值的加权相对误差分别在4.8%、6.4%以下;提取出的塑性参数可以用于建立JC本构模型,弹塑性参数的识别和提取均符合预期。结论使用VFM可以有效识别出TC4在不同高温条件下的弹性参数,K-Means聚类算法在提取塑性参数方面的效果较为显著。

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本文档关键词:钛合金,参数,识别,提取,高温