2024T4铝合金蠕变本构关系研究

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1、学术论文2024T4铝合金蠕变本构关系研究王新建（西安飞机工业（集团）有限责任公司，西安710089）[摘要]设计了一种简易单向拉伸蠕变试验装置，对2024T4铝合金在175℃、多个应力水平下的单向拉伸蠕变进行了试验。根据试验数据的特点，将2024T4铝合金的蠕变本构关系分解为由一个双指数函数和一个一次函数组成的两分量表达式，并利用试验数据通过最小二乘拟合确定出本构关系中的待定参数，得到2024T4铝合金175℃时的本构关系。通过对拟合数据与试验数据的对比分析表明，所建立的蠕变本构关系能够有效表征2024T4铝

2、合金175℃时在不同应力水平下的蠕变行为。[关键词]2024T4铝合金;单拉蠕变;蠕变本构关系[中图分类号]TG146.2+1[文献标识码]A[文章编码]1003-5451（2017）03-0026-04ACreepConstitutiveEquationfor2024T4AluminiumAlloyWANGXin-jian（AVICXI’ANAircraftIndustry(Group)CompanyLTD.,Xi’an710089）[Abstract]Asetofsimplefacilitiesisdesi

3、gnedforuniaxialstretchingcreeptest.Thecreepbehaviorof2024T4aluminumalloyat175℃ondifferentstresslevelsisinvestigatedwiththefacilitiesdesigned.Thecreepconstitutiveequationisdecomposedintoadouble-exponentialfunctionandalinearpolynomialfunctionbasedonthecharacte

4、risticsofthetestdata.Thecreepconstitutiveequationisfiguredoutuntiltheundeterminedparametershavebeencalculatedbyleastsquarefitting.Thecomparisonbetweenthefittingdataandthetestdatashowsthatthecreepbehaviorof2024T4aluminumalloyonvariousstresslevelsat175℃canbeef

5、fectivelydescribedbythecreepconstitutiveequationproposed.[Keywords]2024T4aluminumalloy；uniaxialstretchingcreep；creepconstitutiveequation[3]多数金属材料在一定的温度和拉伸应力条件下，S.P.Narimetla等引入应力松弛因子，从理论上会发生缓慢的塑性变形，这一现象称为蠕变。一般可推导出一组简单的蠕变、应力松弛统一本构关系；K.C.[4,5]将金属材料的蠕变过程分为初始蠕变、

6、稳定蠕变、破坏Ho等从试验出发，得到了7010铝合金150℃下的蠕[6]蠕变等3个阶段。金属材料的蠕变特性可应用于金属变、应力松弛统一本构关系；金尧等从材料的损伤与材料的成形加工，特别是一些不便于采用常规工艺方硬化角度研究了金属蠕变规律，并研究了12Cr1MoV钢[1][7]法成形的大型结构件，如机翼整体壁板、火箭整体壁的蠕变行为；周贤宾等对2024铝合金板件的时效应[2][8]板等。其基本原理是利用材料的蠕变特性，使壁板力松弛校形方法进行了研究探讨。黄硕等通过试验在热压罐内，在一定的温度下经过一定时间的蠕变，

7、发建立了7B04铝合金在不同的温度和应力作用下的蠕[9]生内应力耗散，部分弹性应变转化为塑性应变而成形变本构模型。夏雨驰通过蠕变试验建立了2024铝[1][10]为一定形状。为使壁板零件准确成形，需在蠕变成形合金的幂律关系和Theta本构模型。湛利华等三过程中准确控制影响壁板蠕变量的预应力、成形时间、种应力水平下的多组单轴拉伸蠕变时效试验，建立了温度等工艺参数，前提是确定材料的蠕变本构关系。2124铝合金在185℃及不同应力水平下的本构方程。·26·《航空精密制造技术》2017年第53卷第3期[11]吕凤工等采

8、用单轴拉伸蠕变试验建立了7050T451铝合金在160℃、不同应力条件下的蠕变时效本构模[12]型。杨有良等对2524铝合金进行了一系列的蠕变时效试验，建立了2524铝合金在180~200℃、140~210MPa条件下的蠕变时效本构模型。实际上，在研究解决各种材料蠕变、应力松弛工程问题时，通常都需要一种简洁有效的方法来确定材料的蠕变本构关系。本文以2024T4铝合金为研究对象，对其蠕变