考虑孔洞影响的单向拉伸条件下铸造材料断裂行为预测方法

仇中原, 杨雨童, 郑江, 孙晓旺, 王显会, 黄诗尧

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (06) : 154-161.

考虑孔洞影响的单向拉伸条件下铸造材料断裂行为预测方法

  • 仇中原, 杨雨童, 郑江, 孙晓旺, 王显会, 黄诗尧
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摘要

缺陷是影响铸造材料断裂行为的主要因素。以高压铸造铝合金为研究对象,采用Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型结合有限元仿真软件对高压铸造铝合金的断裂行为开展预测。结果表明:有限元逆向拟合得到高压铸造铝合金材料适用的损伤参数,可形核孔洞体积分数fN为0.12,临界孔洞体积分数fc为0.001,断裂孔洞体积分数fF为0.001。同时开展基于微观特征的断裂行为预测,通过简化孔洞形貌为椭球体和忽略体积小于0.001 mm3的孔洞的方法,避免有限仿真计算效率低和不收敛问题。对比两种模型在预测铸造材料断裂行为方面的适用性,得出结合损伤力学的有限元模拟的计算效率更高,但基于微观特征的有限元模拟的预测准确性更高。

关键词

铸造缺陷 / 高压铸造铝合金 / 断裂行为 / GTN损伤模型 / 简化孔洞

中图分类号

TG292

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仇中原, 杨雨童, 郑江, 孙晓旺, 王显会, 黄诗尧. 考虑孔洞影响的单向拉伸条件下铸造材料断裂行为预测方法. 材料工程. 2025, 53(06): 154-161

基金

国家重点研发计划项目(2022YFB3705500)

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