在化工、核电、航空航天以及矿山、电气等行业的装备或生产线上,有许多运动构件、控制组件等关键零部件长期在多冲碰撞载荷下工作,它们的接触表面不断受到反复冲击碰撞且接触应力很小,很多还远低于材料的屈服极限。在如此低的碰撞应力作用下,工件出现了由表及里的宏观塑性变形,这种微变形累积后有可能导致尺寸超差失效,也可能引发表面出现疲劳裂纹或剥落,进而造成零构件的失效,故对这类零构件的低应力/低能量多碰失效行为进行研究就显得非常重要。低应力/低能量多碰与静态、准静态力作用明显不同,前者的屈服应力远低于静屈服极限,但却发生了明显的塑性变形。超低应力多碰其碰撞速度在5～20m/s,是一种应变率介于棘轮和强冲击之间的力学行为。这种载荷也是一种平时在设计中通常就不太被人们所考虑甚至忽略的力学现象。但可能对装备与系统的寿命、可靠性、安全性造成重要影响。本文采用常用于电磁机构的典型金属材料YT01,针对这种超低应力/低能量多碰累积塑性变形进行多维参数的实验分析与研究。研究在超低应力多碰载荷作用下,峰值冲击应力对低应力多碰后的硬化程度、变形量、层变形率、相对应变的影响。实验结果分析表明:试样的累积变形量与多碰次数呈近似对数函数关系,随着峰值冲击应力的增大,累积变形量在增大;峰值冲击应力与层变形率关系呈近似指数函数关系,随着峰值冲击应力的增大,层变形率也增大;试样多碰后,随着距多碰表层距离的增大,硬度差逐渐减小;多碰前后试样的微观组织不断细化,平均晶粒尺寸随着峰值应力的增大在不断减小。在超低能量多碰载荷作用下,研究了碰撞能量对试样的硬化程度、累积变形量、层变形率、相对应变的影响。实验结果分析表明:在不同碰撞能载荷作用下,碰撞能越大,试样的累积变形量也增大;多碰塑变的层变形率随距表层距离的增大而减小;多碰塑变仅在距冲击表层一段距离内发生,变形终止位置与碰撞能无关,但与峰值冲击应力有关,且峰值冲击应力越大,终止位置距多碰表层距离越远;不同碰撞能载荷作用下,碰撞能越大,试样多碰后的亚晶粒尺寸变小,微观应变变大。碰撞能以及峰值冲击应力是影响多碰累积变形量的重要因子。研究了超低应力多碰载荷作用下,碰撞频率对试样硬化程度、变形量、层变形率、相对应变的影响。实验结果分析表明,碰撞频率对多碰塑变的硬化程度影响要比冲击应力更大。随着碰撞频率的增大,多碰后的累积变形量随着冲击次数的增大先增大会减小;碰撞频率和峰值冲击应力越大,层应变终止的位置距多碰表层距离越大;碰撞频率越大,作用在试样上的平均时间越大,冲击硬化效应越明显,试样的微观组织受到的影响越大,晶粒尺寸越小。基于John-Cook动力学模型,建立了不同维度的参数下与多碰后应力-应变之间的本构关系。获得了 A、B、n参数值,得出了一次冲击低应力多碰的本构关系。基于John-Cook建立的本构模型,采用显示动力学分析方法,在大型有限元软件ABAQUS/Explicit下对超低应力/低能量多碰进行了仿真分析。仿真结果表明,等效塑性应变随着峰值冲击应力的增大而增大;等效塑性应变随着碰撞能量的增大而不断增大;等效塑性应变随着碰撞频率的增大而不断增大。同时,最大等效塑性应变距多碰表层距离最近,等效塑性应变具有趋表效应。本文建立的本构模型以及仿真分析为工程上预测多碰后的塑性变形提供了依据。