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金属材料动态力学性能一直是科研人员研究的一个热点课题。然而，由于技术上的限制，高锰钢高应变率下的本构方程至今未见报导，进而在一定程度上制约了对高锰钢材料动态力学性能的研究探索。本文的研究对象之一为高锰钢高应变率下的本构方程。当材料承受高应变率冲击载荷作用时，应变率对金属材料塑性变形的影响巨大。但是，想要通过实验手段获得高应变率(≥104s-1)材料数据是十分困难的。因此，本文采用了有限元与迭代法相结合的方式研究本构方程问题，将数值模拟应用于高锰钢爆炸硬化中以确定其变形行为。基于实验数据，利用修改的Johnson-Cook本构模型拟合出高锰钢在不同应变率下的本构参量： σ=（340+700×15ε-0.1）ε0.385)(1+7.4×10-3ε0.4lnε*)。此模型能够在很宽的应变率范围内(10-3104s-1)描述或预测高锰钢变形的流动应力与应变、应变率关系，丰富了材料的本构模型，也为冲击硬化数值模拟打下基础。利用ABAQUS有限元软件对高锰钢爆炸硬化进行了数值模拟，对高锰钢在爆炸硬化过程中的下沉量场、等效塑性应变场、等效应力场和应变率场进行了定量描述。另外，本文还对爆炸硬化作用时间与爆炸载荷的数值进行了更深层次的探究。相关曲线图全部利用Origin软件绘制。本文的研究对象之二为高锰钢的冲击硬化。目前被广泛应用的爆炸硬化高锰钢的方法有一定的缺点，如经济性、安全性、工艺性等。大量研究与文献表明，运用“小能量多次冲击”的方法能够有效提高高锰钢的硬度，进而提高其耐磨性。本文运用ABAQUS有限元软件对高锰钢冲击硬化进行数值模拟，并利用冲击硬化实验对模拟结果进行了验证，初步证明了冲击硬化的可行性。另外，还探究了冲击载荷、冲击时间、冲击频率对硬化深度的影响，并用Origin软件做出相关曲线图，也对冲击硬化的等效塑性应变场进行了定量描述。数值模拟结果为制定材料加工工艺和选取相关设备提供了一定参考。