0.050.04应变 E22 单元671 单元680 单元6900.03应 变0.020.010.000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时 间 (s)(a) 应 变历 史
160140120应 力 (MPa)10080604020应力 S22 单元671 单元680 单元69000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时 间 (s)(b) 应 力 历 史
400300应 变率 SR22 单元671 单元680 单元690应 变率 (s-1)2001000-1000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时 间 (s)(c) 应 变率 历 史
图19-13 试件长度方向应变、应力及应变率历史比较
19-21
从试件各点的应力应变分布上看,图19-12中应变、应力及应变率历史曲线基本重合,同一横截面内各点的变化历史基本一致。图19-13中试件长度方向各点的变形历史也基本一致,除了初始阶段和最后卸载阶段曲线出现较小波动外,其他阶段曲线也基本重合。出现小幅度波动的原因可能是应力波刚刚到达试件不能立即达到平衡状态,另外应力波经历试件的弹塑性变形后沿其他方向也会出现扩散。
可以认为总体上试件的变形是均匀的,试件各点的应变率基本保持在250 s-1。其他三种应变率下(分别为70、100、200 s-1)的有限元模拟结果与250 s-1的情况大体相同,试件的变形均匀,各点的应变率基本保持在设计的水平。这给研究恒定应变率下的应力-应变曲线提供了有力的前提条件。
实际上有限元模拟的应力-应变曲线和恒定应变率下实验的结果也能够很好的吻合。取出试件表面中间的一点,将应变率250 s-1和200 s-1下ABAQUS有限元模拟的结果与实验的结果对比见图19-14和图19-15。
四种应变率(分别为70、100、200、250 s-1)下使用ABAQUS进行有限元模拟结果的对比见图19-16到图19-20:
160140120350300250200150401002000.0005000.045500450400 实验值 ABAQUS模拟 应 变率80600.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.040应 变图19-14 应力-应变曲线的对比及模拟过程中真实应变率变化 (250 s-1)
应 变率 (s-1)应 力 (MPa)100
19-22
160140120 实验数据 ABAQUS模拟500 应 变率450400350应 力 (MPa)3002502001508060401002000.0005000.0350.0050.0100.0150.0200.0250.030应 变图19-15 应力-应变曲线的对比及模拟过程中真实应变率变化 (200 s-1)
0.050.04 应 变 应 变 应 变 应 变率 70率 100率 200率 2500.03应 变0.020.010.000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时 间 (s)图19-16 四种应变率下的应变-时间曲线
19-23
应 变率 (s-1)100
140120100 应 变 应 变 应 变 应 变率 70率 100率 200率 250应 力 (MPa)8060402000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时 间 (s)图19-17 四种应变率下的应力-时间曲线
160 应 变率 70 应 变率 200 140 应 变率 100 应 变率 250120应 力 (MPa)10080600.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.045应 变图19-18 四种应变率下的应力-应变曲线 19-24
300250200 应 变 应 变 应 变 应 变率 70率 100率 200率 250应 变率 (s-1)150100500-50-1000.00000.00010.00020.00030.00040.0005时间(s)图19-19 四种设计应变率下的真实应变率-时间曲线
350300250200
应 变率 70 应 变率 200 应 变率 100 应 变率 250应 变率 (s-1)150100500-50-1000.0000.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.045应 变图19-20 四种应变率下的应变率-应变曲线
19-25