Swift-Voce模子及其曲线拟合
布局体从变形到终极没效会履历几个阶段,分散是:弹性->初始颈缩->颈缩历程中的冷拔->持续硬化和没效。关于颈缩点之后的变形,常用的数学模子有Johnson-Cook和Swift-Voce模子。Swift-Voce是经过线性插值的办法将Swift与Voce两种不同典范的模子组合起来,从而有着更多的实用范围与更好的测试数据拟合精度。
同时,比年来随着电动车以及动力电池武艺的提高,工程职员将Swift-Voce模子使用于锂合金在颈缩后的塑性盘算,取得很好的后果。和Johnson-Cook一样,Swift-Voce也可以支持应变率,温度对质料塑性变型的影响。别的,Swift-Voce可使用于正交各向异性质料,同时允许二阶的非关联的塑性活动端正。本文将偏重先容Swift-Voce模子及其曲线拟合。
Swift与Voce模子
Swift塑性模子的数学表式如下:
此中质料常数A,屈从应变值epsilon0,和加工硬化系数n都为正值。Swift模子与Johnson-Cook模子相似,没有应力极限,但Swift模子没有初始值。
Voce塑性模子思索了初始屈从点,其数学表式如下:
此中屈从应力K0,系数Q与B为正值。模子具有应力极限,当应变增大时,拟合所得应力趋向一个定值。
Swift-Voce塑性模子数学表达式如下:
实质上Swift-Voce是两种模子的线性组合,此中参数alpha是Swift硬化模子和Voce硬化模子的权重系数,取值范围为[0, 1]。
实践使用中,Swift硬化模子拟合活动应力随着应变的增长会持续快速增大,终极大于实践应力;Voce硬化模子拟合活动应力随着应变的增长会趋近于抗拉强度但低于实践应力。而Swift-Voce团结两种模子的优点,可以到达更好的拟合精度,但同时拟合参数的数目也从3个增长到7个。
以上模子当必要思索应变率和温度的影响时,可以直接引入Johnson-Cook模子的应变率与温度局部。关于应变率强化和温度硬化效应的影响,可以阅读《Johnson-Cook模子及其曲线拟合》一文。
Swift-Voce模子参数拟合
实践使用中,Swift-Voce参数必要依据质料测试数据,经过参数拟合的办法取得。CurveFitter提供了Swift-Voce塑性模子的曲线拟合公式,只必要输入塑性应变与应力值,即可以取得拟合的参数值。关于CurveFitter具体,参见《一款好用且无偿的曲线拟合东西CurveFitter》与《一款好用且无偿的曲线拟合东西CurveFitter》二文。
利用办法如下:
1. 从左侧列表中选择Swift,Voce,或Swift-Voce曲线方程。本实例中选用Voce模子。
2. 右侧表格窗口导入曲线数据。导入后,可以看到曲线窗口体现的应力-应变曲线。
3. 点击主窗口中的求解“Solve”按钮。即可取得拟合的参数,关于本次给定的数据,取得K0=499.9, Q=1474.63, 和B=0.7148,拟合的偏差几乎为0(R2=0.9988)。同时曲线窗口体现了曲线与测试数据,两个曲线高度重合,标明参数拟合精度很高。输入窗口体现了曲线拟合求解器的盘算细节。
4. Swift与Swift-Voce模子的曲线拟合步调办法与Voce模子是一律的。
值得注意的是,测试数据应使用真实塑性应变-真实应力。曲线拟合必要思索单位,在使用这些参数时,必要确定仅限元软件的应力单位与测试数据的应力单位一律,这里测试数据使用的是MPa。
总结
Swift, Voce, 和Swift-Voce模子是一种实用范围更广的用于形貌金属布局的塑性模子。当其他模子无法满意拟合精度时,可以思索使用Swift-Voce,可以到达较高的精度。关于手册上没有给定参数的质料,CurveFitter可以快速准确的盘算出参数,并用于后续的仅限元分析中。

















