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塑性工程学报2025年第02期:基于Johnson-Cook模型的Q345R钢压力容器形变预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:牛江;李胜斌;张应龙;

单位:甘肃省特种设备检验检测研究院;兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;

摘要:为研究Q345R钢作为压力容器用钢在高应变速率下的形变,开展了Q345R钢在准静态拉伸、高应变速率(240、400和480 s~(-1))下的动态拉伸试验,基于该力学性能试验结果,对Johnson-Cook模型相关参数进行了标定及验证。在液罐车罐体侧翻碰撞的基础上,建立了局部罐体碰撞模型,以Q345R钢准静态拉伸下的真应力-真应变数据和标定的Johnson-Cook模型分别作为材料属性,进行了碰撞速度为5 m·s~(-1)的碰撞计算,将两种计算结果与实测碰撞结果进行了对比分析。结果表明,Q345R钢存在明显的应变速率敏感性,Johnson-Cook模型能较准确地模拟其在高应变速率(480 s~(-1))下的塑性行为;基于准静态真应力-真应变进行的碰撞,在变形范围及厚度减薄方面存在较大差异,而使用Johnson-Cook模型的Q345R钢碰撞变形及壁厚变化与实测数据基本吻合,该模型能够对Q345R钢压力容器在高应变速率下的变形进行准确预测。

关键词:Q345R钢;;Johnson-Cook;;罐体;;碰撞;;形变预测

基金资助:国家市场监督管理总局技术保障专项项目(2022YJ30);; 基于物联网的汽车罐车自动化检测系统研发(SSCJG-TS-A202201)