基于韌性破裂準(zhǔn)則的金屬板材漸進(jìn)成形破裂預(yù)測.pdf

1、相比傳統(tǒng)板材塑性成形工藝，金屬板材漸進(jìn)成形技術(shù)有生產(chǎn)周期短、成本低、易于自動化操作等優(yōu)點，在產(chǎn)品定制化、多樣化及樣品試制等領(lǐng)域有顯著優(yōu)勢。由于漸進(jìn)成形工藝“局部加壓，逐點成形”的特點，漸進(jìn)成形過程中板料的成形極限通常比傳統(tǒng)板材成形工藝高。但當(dāng)零件成形角大于板材的最大成形半頂角時，板料厚度減薄加劇，致使零件使用性能得不到滿足甚至板料發(fā)生破裂。因此，找到適合預(yù)測漸進(jìn)成形破裂情況的方法變得尤其重要。然而，目前國內(nèi)外常用的預(yù)測板材漸進(jìn)成形斷裂缺

2、陷的方法強烈依賴應(yīng)變路徑，且不能實現(xiàn)實時預(yù)測。本文基于Oyane韌性斷裂準(zhǔn)則在傳統(tǒng)板材塑性成形破裂預(yù)測中的成功應(yīng)用，將Oyane準(zhǔn)則引入金屬板材漸進(jìn)成形工藝中，并對 ABAQUS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，預(yù)測DC56D+Z鋼板的破裂情況，探討工藝參數(shù)對破裂的影響規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①基于拉伸實驗的Oyane韌性斷裂準(zhǔn)則材料參數(shù)測定。以厚度為0.8mm的DC56D+Z鋼板為研究對象，采用常溫單向拉伸實驗和平面應(yīng)變拉伸試驗確定了O

3、yane韌性斷裂準(zhǔn)則中的材料參數(shù)C、C1、材料的本構(gòu)方程及其他力學(xué)性能參數(shù)。②韌性斷裂準(zhǔn)則材料子程序的編寫及驗證。首先基于 ABAQUS平臺，編寫了含Oyane韌性準(zhǔn)則的VUMAT材料子程序，然后通過室溫單向拉伸的有限元模擬驗證了Oyane模型子程序的正確性，進(jìn)而基于該子程序建立了漸進(jìn)成形有限元分析模型，證明了該有限元模型的有效性。③板料漸進(jìn)成形破裂的臨界條件確立。以O(shè)yane準(zhǔn)則中的破裂積分I值為破裂判斷指標(biāo)，結(jié)合漸進(jìn)成形實驗與有限元

4、分析，用逆向?qū)ふ业姆椒ù_定破裂積分值I=4為判斷板材漸進(jìn)成形過程中板料是否破裂的臨界條件。若計算發(fā)現(xiàn)I<4，則可預(yù)先判斷該加工條件下板料能順利成形，否則板料會發(fā)生破裂。④最大破裂積分I值數(shù)值模型及影響因素分析?；陧憫?yīng)面法建立了工藝參數(shù)與I積分值間的非線性模型，分析了工藝參數(shù)對I值的影響規(guī)律，結(jié)果表明最大破裂積分I值隨成形角α、層間距Δz和工具頭直徑d的增大而增大，且三個工藝參數(shù)的影響作用逐漸減弱；另外，分析了參數(shù)交互作用對最大I值的影