基于Cowper-Symonds本构模型铁路车轮扁疤激发的轮轨冲击仿真分析 被引量：6

1

作者 韩亮亮 敬霖 赵隆茂 《高压物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期785-793,共9页

轮轨关系是高速铁路工程领域最重要的研究课题之一,车轮扁疤作为一种主要的轮轨失效形式,严重影响了高速列车运行的平稳性和安全性。利用Hypermesh软件建立了带有扁疤的三维轮轨滚动接触模型,并基于轮、轨钢Cowper-Symonds本构模型,采用... 轮轨关系是高速铁路工程领域最重要的研究课题之一,车轮扁疤作为一种主要的轮轨失效形式,严重影响了高速列车运行的平稳性和安全性。利用Hypermesh软件建立了带有扁疤的三维轮轨滚动接触模型,并基于轮、轨钢Cowper-Symonds本构模型,采用LS-DYNA3D显式算法进行了相应的有限元仿真分析,重点研究了车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应的影响。仿真结果表明:车轮扁疤缺陷引起的最大轮轨垂向冲击力显著大于相应的准静态垂向载荷,最大von Mises等效应力和最大等效塑性应变通常发生在轮轨接触表面;轮、轨钢的应变率效应对轮轨垂向冲击力没有影响,但由于应变率的强化效应,与不计应变率效应的结果相比,基于Cowper-Symonds模型得到的最大von Mises等效应力明显增大,而最大等效塑性应变略有降低;车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应均有显著的影响。研究结果可为轮轨系统的安全性设计与评估提供技术支持。 展开更多

关键词 轮轨冲击 高速铁路 车轮扁疤 cowper-symonds模型 有限元仿真

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基于Cowper-Symonds方程的相似理论修正方法 被引量：10

2

作者 苏子星 何继业 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期654-658,共5页

针对应变率敏感材料冲击实验的指导需求,给出了一种传统相似理论的修正方法。该方法在已有的动态相似理论基础上,考虑了因实验时模型与全尺寸原型制造材料不同,而导致外载条件相似系数对应变率效应对结果造成的影响:通过引入Cowper-Symo... 针对应变率敏感材料冲击实验的指导需求,给出了一种传统相似理论的修正方法。该方法在已有的动态相似理论基础上,考虑了因实验时模型与全尺寸原型制造材料不同,而导致外载条件相似系数对应变率效应对结果造成的影响:通过引入Cowper-Symonds方程,重新推导了外载条件相似系数的计算公式,并对两种不同材料(是否应变率敏感)的缩放模型冲击实验结果进行讨论,表明该方法相较于传统理论能够准确给出外载条件相似系数、提高模型预测精度。 展开更多

关键词 相似理论 cowper-symonds方程 相似系数 冲击实验

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基于修正CS模型的船用低碳钢动态力学性能研究 被引量：18

3

作者 李营 李晓彬 +2 位作者 吴卫国 徐双喜 孔祥韶 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期944-949,共6页

为了得到船用低碳钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 2~3 900 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对Cowper-Symonds材料模型进行了修正,得到了两种形式... 为了得到船用低碳钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 2~3 900 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对Cowper-Symonds材料模型进行了修正,得到了两种形式的本构关系,并讨论了模型的适用性。结果表明：船用低碳钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;两种动态本构关系可以描述材料在冲击荷载下的力学性能;模型在高应变率（〉2 000 s-1）下的使用应慎重。 展开更多

关键词 船用低碳钢 冲击载荷 动态力学性能 cowper-symonds模型

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船用907A钢的动态力学性能和本构关系 被引量：10

4

作者 李营 汪玉 +3 位作者 吴卫国 杜志鹏 李晓彬 张玮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期127-129,共3页

为了得到船用907A钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2 680 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对比了Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,并基... 为了得到船用907A钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2 680 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对比了Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,并基于CS模型对应变硬化效应进行了修正。结果表明,船用907A钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;CS模型比JC模型更能准确描述其应变率强化效应。 展开更多

关键词 船用907A钢 动态力学性能 本构关系 cowper-symonds模型

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基于修正CS模型的船用945钢冲击性能研究 被引量：10

5

作者 李营 吴卫国 +3 位作者 汪玉 杜志鹏 李晓彬 张玮 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期94-100,共7页

使用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33-2 760s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线。对比Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,得到了两种基于CS模型的本构关系,并进行了分析和比较... 使用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33-2 760s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线。对比Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,得到了两种基于CS模型的本构关系,并进行了分析和比较。结果表明,船用945钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应,CS模型比JC模型更能准确地描述其应变率强化效应,两种修正的CS模型具有不同的适用范围。 展开更多

关键词 船用945钢 冲击载荷 动态力学性能 cowper-symonds模型

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冲压速度对铝合金板成形性的影响 被引量：6

6

作者 陈炜 吴浩 +1 位作者 杨伟龙 沙询 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第19期142-145,共4页

以AA6061铝合金为对象,研究了冲压速度对铝合金板成形性的影响。为了研究不同应变率下的屈服应力-应变,本文对DYNAFORM软件内嵌的Cowper-Symonds模型进行了参数估计,以此来表征应变率对屈服阶段真实应力-应变的影响。此外,借助DYANFORM... 以AA6061铝合金为对象,研究了冲压速度对铝合金板成形性的影响。为了研究不同应变率下的屈服应力-应变,本文对DYNAFORM软件内嵌的Cowper-Symonds模型进行了参数估计,以此来表征应变率对屈服阶段真实应力-应变的影响。此外,借助DYANFORM有限元软件,对铝合金板的在不同冲压速度加载模式下的成形性进行了分析,并优化了不同行程下的冲压速度曲线。同时,对不同的冲压速度加载模式进行了试验。结果表明,在0.003~0.3 s-1应变率和相同的应变下,屈服应力与应变率为正相关关系;试验结果与模拟结果基本吻合;采用Cowper-Symonds模型并利用DYNAFORM软件能够有效预测AA6061铝合金板料的成形性,且正弦递增型的冲压速度加载模式更有利于铝合金盒形件的成形。 展开更多

关键词 铝合金 应变率 cowper-symonds模型 冲压速度

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2A70合金动态力学性能与本构关系的研究 被引量：3

7

作者 张涛 陈伟 关玉璞 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期367-372,共6页

为了研究高速冲击条件下铝合金2A70的动态力学行为,开展了低应变率缺口试样拉伸试验及光滑试样应变率范围在0.1～4 000s-1的动态拉伸试验。试验结果表明2A70合金具有一定的应变率敏感性,尤其在应变率高于1 000s-1的情况下更为明显。试... 为了研究高速冲击条件下铝合金2A70的动态力学行为,开展了低应变率缺口试样拉伸试验及光滑试样应变率范围在0.1～4 000s-1的动态拉伸试验。试验结果表明2A70合金具有一定的应变率敏感性,尤其在应变率高于1 000s-1的情况下更为明显。试验数据被用来校核不同应变率修正形式的Johnson-Cook模型应变率修正项,拟合结果表明相对于其他的应变率修正,Cowper-Symonds修正能够更好地描述2A70合金的应变率效应。低应变率缺口拉伸试验和不同应变率下光滑试样拉伸试验得到的失效应变还被用来校核Johnson-Cook断裂模型参数。通过数值仿真动态拉伸试验,证明了采用Cowper-Symonds修正的Johnson-Cook模型以及断裂模型可以很好地描述2A70合金的动态特性。 展开更多

关键词 铝合金 应变率效应 Johnson-Cook模型 cowper-symonds形式

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基于霍普金森拉杆试验的焊点焊核区动态本构关系确立 被引量：1

8

作者 吴鑫 钟原 宋力 《宁波大学学报（理工版）》 CAS 2015年第4期129-132,共4页

以DC53DZ为基板,进行焊点结构的焊核区力学特性研究.通过设计试验试件并利用MTS静态拉伸机及霍普金森拉杆（Split Hopkinson Tension Bar,SHTB）对其进行准静态拉伸及应变率600~1 600 S-1之间的动态拉伸试验,得到焊核区的力学特性,并确... 以DC53DZ为基板,进行焊点结构的焊核区力学特性研究.通过设计试验试件并利用MTS静态拉伸机及霍普金森拉杆（Split Hopkinson Tension Bar,SHTB）对其进行准静态拉伸及应变率600~1 600 S-1之间的动态拉伸试验,得到焊核区的力学特性,并确立了其基于CowperSymonds本构方程参数.利用数值仿真对焊核动态拉伸试验进行模拟,验证了设计试件的长宽比能使试件满足试验要求的轴向应力应变均匀状态.最后由模型中得到的焊核区应力-应变曲线与试验数据拟合,再现了焊核区材料特性试验曲线.验证了DC53DZ钢板的焊点焊核的本构方程参数的合理性. 展开更多

关键词 霍普金森拉杆 车身焊点 焊核 cowper-symonds本构方程

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C75混凝土动态劈裂行为试验与数值模拟分析 被引量：7

9

作者 石高扬 王志亮 石恒 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期109-116,共8页

为研究C75混凝土动态抗拉强度特性和应变率效应,采用大直径霍普金森压杆,对其开展动态劈裂试验,并对试样中应力平衡进行检验,同时,基于ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟混凝土的动态劈裂破坏过程.采用MATLAB将劈裂强度公式中的圆盘内部应力等... 为研究C75混凝土动态抗拉强度特性和应变率效应,采用大直径霍普金森压杆,对其开展动态劈裂试验,并对试样中应力平衡进行检验,同时,基于ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟混凝土的动态劈裂破坏过程.采用MATLAB将劈裂强度公式中的圆盘内部应力等值线进行可视化,基于修正的Griffith准则对巴西圆盘中心起裂现象进行理论分析.结果表明:在10~0～10~1/s应变率范围内,混凝土劈裂强度与应变率对数基本呈现线性增长关系;在较低弹速下试件表现为沿径向对称破裂,随着弹速的增加,试样两端出现明显的三角形破碎区域,且靠近入射端破碎较严重;二维受力状态下,巴西圆盘试样的最大与最小主应力之比(σ_1/σ_3)等值线近似呈封闭的菱形,其比值在圆盘的中心处达到最大值-3. 0;考虑应变率效应的Cowper-Symonds黏塑性本构能够较好地表征C75混凝土的动力学行为,其模拟的试样破坏过程与采用高速摄影技术观测到的结果吻合度较高; C75混凝土的抗拉特性明显优于同样水灰比下的C35混凝土,但其应变率敏感性要比C30土工聚合物混凝土低. 展开更多

关键词 混凝土 动态劈裂 应变率 cowper-symonds本构 数值模拟

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低合金汽车结构钢动态响应模型研究 被引量：1

10

作者 薛艺 殷胜 +1 位作者 田青超 裴新华 《精密成形工程》 北大核心 2021年第5期120-126,共7页

目的研究低合金汽车结构钢不同应变速率下的动态响应行为,并提供一种简单准确的动态增长因子的预测方法,为内高压成形工艺提供参考。方法进行高应变速率拉伸(动态拉伸)实验,并用高速摄像机和扫描电子显微镜对材料的拉伸行为和断口形貌... 目的研究低合金汽车结构钢不同应变速率下的动态响应行为,并提供一种简单准确的动态增长因子的预测方法,为内高压成形工艺提供参考。方法进行高应变速率拉伸(动态拉伸)实验,并用高速摄像机和扫描电子显微镜对材料的拉伸行为和断口形貌进行表征,利用实验数据建立一系列结构钢的动态响应模型,研究不同应变速率下的响应特性。结果随着应变速率的不断增大,应力-应变曲线出现周期性波动衰减,通过模型分析,发现在高应变速率下材料变形具有两阶段特征,与应力波传播的往返次数特征相似。结论与Cowper-Symonds(C-S)模型拟合结果对比发现,所提出的两段式模型得到的实际结构钢屈服强度动态增长因子拟合度更高,可更好地对材料屈服强度进行预测。在实际内高压成形过程中应保证应变速率不宜过高,避免因应变速率过高导致的不均匀变形,影响材料成形质量。 展开更多

关键词 低合金汽车结构钢 动态响应 cowper-symonds模型 高应变速率拉伸

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某型船用钢的动态力学性能和本构关系

11

作者 张凯 张磊 +1 位作者 赵鹏铎 杜俭业 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期141-144,共4页

为了得到某船用钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式霍普金森压杆加载装置,在应变率为0.000 3332 571 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线。对比了Cowper-Symonds（CS）模型和Johnson-Cook（JC）... 为了得到某船用钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式霍普金森压杆加载装置,在应变率为0.000 3332 571 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线。对比了Cowper-Symonds（CS）模型和Johnson-Cook（JC）模型,并基于CS模型对应变硬化效应进行了修正。结果表明:某船用钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应,CS模型比JC模型更能准确描述其应变率强化效应。 展开更多

关键词 固体力学 船用钢 冲击载荷 本构关系 cowper-symonds模型

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S500MC钢动态力学性能试验研究 被引量：5

12

作者 陈刚 王青权 杜洪军 《铁道技术监督》 2019年第5期27-30,共4页

为了得到S500MC钢的动态力学性能,分别对S500MC钢板样件进行0.1/s,10/s,100/s,1 000/s等4个不同应变率水平的动态拉伸试验,得到不同应变率下的应力-应变曲线,并与其准静态试验结果进行对比。结果表明:S500MC钢具有较强的应变率效应,延... 为了得到S500MC钢的动态力学性能,分别对S500MC钢板样件进行0.1/s,10/s,100/s,1 000/s等4个不同应变率水平的动态拉伸试验,得到不同应变率下的应力-应变曲线,并与其准静态试验结果进行对比。结果表明:S500MC钢具有较强的应变率效应,延展性随着应变率的增加而提升;CowperSymonds模型可以对各应变率下的屈服强度和拉伸极限进行数值拟合。 展开更多

关键词 S500MC钢板 动态力学性能试验 应变率效应 cowper-symonds模型

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船用E36钢的动态力学行为及本构关系

13

作者 张玮 毛柳伟 +1 位作者 杨坤 李营 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期912-918,共7页

为了得到船用E36钢的动态力学性能及本构关系,本文运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2330 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,同时对Cowper-Symonds材料模型进行了修正,得到了... 为了得到船用E36钢的动态力学性能及本构关系,本文运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2330 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,同时对Cowper-Symonds材料模型进行了修正,得到了两种形式的本构关系,并讨论了模型的适用性。结果表明:船用E36钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;两种动态本构关系可以描述材料在冲击荷载下的力学性能,但应用范围不同。 展开更多

关键词 E36钢 冲击载荷 动态力学性能 cowper-symonds模型

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船用EH690钢动态力学性能与本构关系

14

作者 赵博 张立聪 +1 位作者 徐磊 彭杰 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2022年第6期117-120,共4页

文章使用静态试验机和分离式霍普金森杆(SHPB)装置,研究船用EH690超高强度钢的动态力学性能并获得了材料本构方程。在应变率为2.5×10^(−4)/s时,通过准静态试验验证了准静态力学性能;在应变率为450/s~4260/s时,通过冲击试验得到了... 文章使用静态试验机和分离式霍普金森杆(SHPB)装置,研究船用EH690超高强度钢的动态力学性能并获得了材料本构方程。在应变率为2.5×10^(−4)/s时,通过准静态试验验证了准静态力学性能;在应变率为450/s~4260/s时,通过冲击试验得到了动态冲击下的应力-应变曲线。基于试验数据对Cowper-Symonds材料模型进行修正,得到本构参数和修正后的本构关系,证明了模型的适用性。结果表明,船用EH690钢的应变率强化效应和非线性应变硬化效应明显,修正后动态本构关系可以描述船用EH690钢在冲击荷载下的力学性能。 展开更多

关键词 船用EH690钢 冲击载荷 动力性能 cowper-symonds模型

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