Применение численного моделирования для идентификации параметров модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформировании алюминия
Автор: Кузькин Виталий Андреевич, Михалюк Дмитрий Сергеевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.3, 2010 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается проблема идентификации параметров модели материала Джонсона-Кука с уравнением состояния Ми-Грюнайзена. Проводится конечно-элементное моделирование высокоскоростного ударного взаимодействия двух алюминиевых пластин с помощью программной системы LS-DYNA. В ходе моделирования определяется зависимость скорости свободной поверхности мишени от времени. Исследуется влияние на данную зависимость ряда параметров материала - коэффициента наклона ударной адиабаты, упрочнения, вязкости. Параметры выбираются из условия наилучшего соответствия известным экспериментальным данным. В результате достигается практически полное соответствие результатов численного моделирования и эксперимента.
Метод конечных элементов, откол, модель джонсона-кука, уравнение состояния ми-грюнайзена, разрушение
Короткий адрес: https://sciup.org/14320497
IDR: 14320497 | УДК: 539.3
Application of numerical simulation for identification of Johnson-Cook material model parameters for aluminum under high-speed loading
The problem of identification of the parameters of the Johnson-Cook material model with the Mie-Gruneisen equation of state (EOS) is studied. Finite element modeling of high-speed impact of two aluminum plates is carried out using the LS-DYNA code. The time-dependence of the free surface velocity of the target is obtained. The influence of material parameters (percussive adiabat slope, hardening, viscosity) on this dependence is investigated. The parameters are chosen so that they fit the known experimental data. Very good agreement between experimental and numerical results is achieved.
Список литературы Применение численного моделирования для идентификации параметров модели Джонсона-Кука при высокоскоростном деформировании алюминия
- Ударные волны и экстремальные состояния вещества/Под ред. В.Е. Фортова, Л.В. Альтшулера, Р.Ф. Трунина, А.И. Фунтикова. -М.: Наука, 2000. -425c.
- Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Ударно-волновые явления в конденсированных средах. -М.: Изд-во Янус-К, 1996. -408c.
- Глушак Б.Л., Куропатенко В.Ф., Новиков С.А. Исследование прочности материалов при динамических нагрузках. -Новосибирск: Наука СО, 1992. -295с.
- Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures//Proc. of 7th Symposium on Ballistics, Hague, Netherlands, 1983. -P. 541-547.
- Ozel T., Karpat Y. Identification of constitutive material model parameters for high-strain rate metal cutting conditions using evolutionary computational algorithms//Materials and Manufacturing Processes, 2007. -V. 22. -P. 659-667.
- Loikkanen M.J., Buyuk M., Kan C., Meng N. A computational and experimental analysis of ballistic impact to sheet metal aircraft structures//Proc. of 5th European LS-DYNA Users Conference (Birmingham, UK, 2005). CD-ROM format. -Article 3c-79.
- Gryttena F., Børvik T., Hopperstada O.S., Langsetha M. Quasi-static perforation of thin aluminum plates//Int. J. Imp. Eng. -2009. -V. 36. -P. 486-497.
- Templeton D.W., Gorsich T.J., Holmquist T.J. Computational study of a functionally graded ceramic-metallicarmor//Proc. of 23rd International Symposium on Ballistics, 2007. -P. 1165-1163.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. Пер. с англ. -М.: Мир, 1984. -428с.
- Hallquist J.O. LS-DYNA: Theoretical manual. Livermore Software Technology Corporation, Livermore, 1998. -498p.
- Канель Г.И., Разоренов С.В., Уткин А.В., Фортов В.Е. Экспериментальные профили ударных волн в конденсированных веществах. -М.: Физматлит, 2008. -248с.
- Альтшуллер Л.В. Применение ударных волн в физике высоких давлений//УФН. -1965. -Т. 85, вып. 2. -С. 197-258.
- Sun J.S., Lee K.H., Lee H.P. Comparison of implicit and explicit finite element methods for dynamic problems//Journal of Material Processing Technology. -2000. V. 105. -P. 110-118.
- Holian B.L. Atomic computer simulations of shock waves//Shock waves. -1995. -V. 5. -P. 149-157.
