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    Johnson-Cook 本構(gòu)模型和斷裂準(zhǔn)則是 Johnson 和 Cook 在上個(gè)世紀(jì)八十年代提出的，被廣泛應(yīng)用于沖擊領(lǐng)域，Johnson、Cook 等學(xué)者對等材料進(jìn)行了不同應(yīng)變率和溫度下的霍普金森拉桿、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，通過數(shù)值模擬與試驗(yàn)結(jié)果對比，標(biāo)定了 12 種材料的 Johnson-Cook 本構(gòu)模型的參數(shù)；提出了考慮了大應(yīng)變、高溫以及高應(yīng)力影響的斷裂準(zhǔn)則，并通過 Taylor 撞擊試驗(yàn)與數(shù)值模擬的對比進(jìn)行驗(yàn)證。

    J-C模型已經(jīng)研究得比較成熟，國內(nèi)外有諸多文獻(xiàn)發(fā)表。其將材料加工硬化效應(yīng)、應(yīng)變率效應(yīng)和溫度效應(yīng)解耦，方程形式比較簡單，便于工程應(yīng)用。J-C模型已內(nèi)置在很多大型商業(yè)有限元軟件如Abaqus中，在材料加工、汽車耐撞性檢驗(yàn)、高鐵安全性測試、鳥撞飛機(jī)模擬等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，為材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了寶貴的技術(shù)參數(shù)和參考信息。但是，數(shù)值模擬的預(yù)測能力很大程度上依耐于模型參數(shù)的準(zhǔn)確性，因此必須對材料J-C模型參數(shù)進(jìn)行細(xì)致地實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。

    方程(1)和(2)右邊三項(xiàng)分別代表加工硬化效應(yīng)、應(yīng)變率效應(yīng)和溫度效應(yīng)對流動(dòng)應(yīng)力或斷裂應(yīng)變的影響。式中A、B、C、n、m以及D1- D5均為模型參數(shù)。

                                                          圖 1 Johnson-Cook模型應(yīng)用實(shí)例

    南京智能制造研究院正致力于建設(shè)全面的Johnson-Cook材料數(shù)據(jù)庫，目前已擁有上千種不同牌號(hào)的數(shù)據(jù)，如有需要請聯(lián)系洽談。

                                                          圖2 Johnson-Cook材料數(shù)據(jù)示例