[发明专利]一种统一流变应力模型及计算方法

权利要求书

1.一种统一流变应力模型，其特征在于，包括：

确定统一流变应力模型为：

式(1)中，σ、ε分别为材料变形过程中的流变应力和应变；σ_T为特征应力；ε_T为特征应变；a_T，b_T，c_T，d_T为待定常数；

模型按照是否发生动态再结晶进行分类：一类为未发生动态再结晶情况；另一类为发生动态再结晶情况；

对于整个变形过程中未发生动态再结晶情况，模型表示为：

式(2)中，σ₀为对应的屈服应力；ε₀为对应的屈服应变；a₀，b₀，c₀，d₀为待定常数；

对于整个变形过程中发生动态再结晶情况，模型按照临界点进行分段，表示为：

式(3)中，σ_c为发生动态再结晶的临界应力，ε_c为发生动态再结晶的临界应变，a₁，b₁，c₁，d₁为待定常数；变形的应变范围为ε＜ε_c；

发生动态再结晶且变形量达到峰值时的流变应力模型表示为：

式(4)中，σ_p为流变应力中的峰值应力，ε_P为峰值应力对应的应变，a₂，b₂，c₂，d₂为待定常数；变形的应变范围为ε_c＜ε＜ε_p；

发生动态再结晶且变形量大于峰值时的流变应力模型表示为：

式(5)中，变形的应变范围为ε_p＜ε；

一种统一流变应力模型的计算方法，包括以下步骤：

1)获取基础数据

通过单道次等温压缩热力模拟实验获得材料在不同温度和应变速率下的流变应力曲线；

2)曲线分类

基于步骤1)中所得流变应力曲线分析，将曲线分为两类：

未发生动态再结晶型曲线，该过程材料只发生加工硬化和回复软化；

发生动态再结晶型，此时流变应力会出现峰值，并能够确定出发生动态再结晶的临界点，在该点之后继续变形即发生动态再结晶；

3)特征点获取

对步骤1)中的流变应力曲线进行分析，获得加工硬化率θ与其对应的应力σ之间的关系曲线；曲线中无拐点的则找出屈服点，屈服点对应的屈服应力σ₀，根据屈服应力找到屈服应变ε₀；曲线中有拐点的，则将拐点确定为发生动态再结晶的临界点，临界点对应临界应力σ_c，根据临界应力找到临界应变ε_c；流变应力曲线中有峰值点的，则找出峰值应力σ_p及其所对应的应变ε_p；

4)特征点对应的应力和应变的计算

建立变形温度、应变速率与特征点参数的关系，先找出特征点对应的应力和应变与参数Z的关系，关系由如下计算给出：

σ₀＝aZ^b                                (6)

ε₀＝cZ^d                                 (7)

σ_c＝eZ^f                                (8)

ε_c＝gZ^h                                (9)

σ_p＝iZ^j                                (10)

ε_p＝kZ^l                               (11)

式(6)～(11)中，a,b,…,l为待定系数；

将式(6)～(11)分别与式(12)联立可以得到各个特征值与应变速率和温度的关系式；

式(12)中，Z为Z-hollomen参数，为应变速率，T为变形温度，Q为表观动态再结晶激活能，R为气体常数；

5)流变应力模型

将步骤4)计算得到的特征点对应的应力和应变对应地代入到式(2)～(5)中，再采用数据分析软件进行回归分析，即可得到相应的流变应力模型。