熱塑性樹脂材料本構(gòu)模型建立及基于ABAQUS子程序開發(fā).pdf

1、復合材料以其密度小、強度高等優(yōu)點被廣泛應用于高技術領域。復合材料的發(fā)展對基體材料也提出更高的要求,聚碳酸酯作為具有優(yōu)良性能的熱塑性樹脂材料,是良好的復合材料基體材料,然而由于其增強基的影響,在切削加工時會出現(xiàn)不同于傳統(tǒng)材料加工的新問題。同時聚碳酸酯作為工程塑料也有著廣闊的市場與前景,隨著其用途的擴大,在熱加工方面的要求也越來越高。單純使用實驗的方法確定材料加工參數(shù),需要的人力物力比較大,這就需要借助有限元仿真進行研究。ABAQUS以其強

2、大的功能得到廣泛的應用,但沒有包含適合熱塑性樹脂材料的非線性粘彈性的本構(gòu)模型,這就需要我們根據(jù)需要進行二次開發(fā),所要求的本構(gòu)方程編寫用戶自定義子程序。
　　本文通過分析聚碳酸酯的α-轉(zhuǎn)變與β-轉(zhuǎn)變的影響,解釋了其本構(gòu)模型建立的原理與依據(jù),并根據(jù)材料性質(zhì)的不同,在材料本構(gòu)模型的一維結(jié)構(gòu)中并聯(lián)一粘壺。對已有的“朱-王-唐”模型進行改進,得到適合聚碳酸酯等熱塑性塑料的本構(gòu)模型,并推導其數(shù)學方程式。
　　將一維模型的數(shù)學方程式根據(jù)粘

3、彈性理論轉(zhuǎn)變?yōu)槿S形式,基于 Mises屈服準則和J2流動理論編寫了UMAT用戶子程序。子程序中的應力更新算法采用完全隱式向后的Euler算法,計算應力的塑性修正量。用“蟻群算法”編寫matlab程序,擬合實驗數(shù)據(jù)得到材料在本構(gòu)方程中的參數(shù)。建立了拉伸和霍普金森的有限元模型,并調(diào)用所編寫的UMAT子程序?qū)厶妓狨ミM行分析計算,得出應力和塑性變形在不同應變率下的變化規(guī)律。
　　對聚碳酸酯材料在不同應變率下進行拉伸和霍普金森實驗,對實