Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应

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1、2014年10月北京航空航天大学学报October2014第40卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．10Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应姜金朋陈涛金平王珏(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)(中国运载火箭技术研究院总体设计部，北京100076)摘要：采用遗传算法确定不同Chaboche随动硬化模型的参数，得到的3种模型中，四分量模型对棘轮的预测与试验结果符合最好．增大应力幅值或应力平均值

2、，都会使应变峰值增大，应变累积速度加快；利用确定的四分量模型研究加载顺序对棘轮的影响．结果表明，平均应力加载顺序对棘轮预测有较大影响，加载顺序高一低的累积应变低于加载顺序低一高的累积应变，而且先加载的平均应力越大，后加载的载荷产生的累积应变越小；而应力幅值加载顺序对应变累积几乎没有影响．关键词：棘轮；Chaboche模型；随动硬化；遗传算法；滞回环中图分类号：TG142文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)10—1430．06ParameterdeterminationofChabocheki

3、nematichardeningmodelsandratchetingsimulationJiangJinpengChenTaoJinPing(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)WangJue(SystemsEngineeringDivision，ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology，Beijing100076，China)Abstr

4、act：Chabochekinematichardeningmodelisapowerfultooltoevaluatethecyclicbehavioranditcanpredicttheratchetingphenomenon．ParametersinthreeChabochekinematichardeningmodelsweredeter-minedusinggeneticalgorithmconsideringbothhysteresisloopandratcheting．Inthethreemod

5、els，modelwithfournonlinearcomponentshasthebestpredictionforratchetingcomparedwithexperimentalresults．Peakstrainincreaseswhenincreasingstressamplitudeormeanstress，andstrainaccumulationrateacceleratesatthesametime．RatchetingwassimulatedusingChabochekinematich

6、ardeningmodelcontainingfourcompo-nentstostudytheeffectsofloadingsequenceonratcheting．Resultsshowthatloadingsequenceofmeanstressmakesadifferenceonratcheting．Accumulatedstrainunderhigh-lowloadingsequenceislowerthanthatunderlow-highloadingsequence．Thehigherthe

7、formermeanstressis，thelowertheaccumulatedstrainunderthelaterloadis．However，loadingsequenceofstressamplitudehaslittleimpactonaccumulatedstrain．Keywords：ratcheting；Chabochemodel；kinematicharding；geneticalgorithm；hysteresisloop材料在平均应力非零的应力控制循环载荷作用下会出现塑性应变累积现象，

8、即棘轮效应，这是材料在循环载荷作用下的重要循环塑性行为，对结构循环疲劳起重要作用，因此，准确预测棘轮发展及损伤对结构疲劳分析有重要影响．大部分循环硬化或软化金属达到一定循环次数后稳定，或是屈服面尺寸停止改变，但棘轮仍然增加，因此，随动硬化(屈服面的移动)是棘轮的主要原因．Hassan，Corona和Kang等人针对材料循环棘轮特性，对不同材料和不同载荷条件进行了大量收稿日期：2013—11-14；网