硼鋼高溫本構(gòu)方程及基于Lemaitre理論的損傷演化模型.pdf

1、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境問題越來越得到人們的重視，隨著人們意識的提高，對汽車的安全性、可靠性、環(huán)保性、舒適性等要求逐步提高，各大汽車制造公司為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)新的制造方法與制造工藝，從汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和開發(fā)新材料兩個方面試圖減輕汽車的重量。在汽車制造方面，對超高強鋼的使用可以同時滿足汽車輕量化方面的要求和對汽車安全性能的要求。所以，熱成形硼鋼也得到了研究者的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的實驗方法不同，使用數(shù)值模擬不僅實施方便、節(jié)省資金的投入

2、，其結(jié)果具有一定的指導(dǎo)意義。通過對本構(gòu)模型的分析可以對此種材料本構(gòu)模型的選擇以及研究思路提供幫助。本文以B1500HS硼鋼板為研究對象，對其單向熱拉伸性能進(jìn)行研究，對其在整個高溫?zé)崂熘械睦爝^程、斷裂過程分別進(jìn)行了研究，并對其在不同溫度不同應(yīng)變速率下的拉伸以及斷裂的本構(gòu)模型進(jìn)行了分析。
　　通過單向熱拉伸實驗，計算得到各相應(yīng)測試條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，分析了變形溫度和應(yīng)變速率對流變應(yīng)力的影響，研究了硼鋼B1500HS奧氏體狀

3、態(tài)下Arrhenius本構(gòu)模型，計算結(jié)果表明:變形溫度和應(yīng)變速率對流變應(yīng)力影響顯著，該模型的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的吻合度較好。對已有的本構(gòu)模型進(jìn)行比較研究，采用Hensel-Spittel模型、Nemat-Nasser模型、Tong-Wahlen模型和Norton-Hoff模型分別描述硼鋼B1500HS流動應(yīng)力，并通過相關(guān)系數(shù)、平均相對誤差、均方差等數(shù)理統(tǒng)計方法對各模型預(yù)測的準(zhǔn)確性進(jìn)行評估。根據(jù)硼鋼流動應(yīng)力曲線的特點對Norton-Hof

4、f模型進(jìn)行了修正，分析結(jié)果表明:修正后的NortomHoff模型對硼鋼B1500HS的流動應(yīng)力的預(yù)測更精確。
　　推導(dǎo)了Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則的演化過程。借助FORGE軟件對硼鋼在不同溫度、不同應(yīng)變速率下的拉伸斷裂行為進(jìn)行數(shù)值模擬，通過Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則描述硼鋼的斷裂行為，利用modeFRONTIER軟件對Lemaitre韌性損傷模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并與實驗數(shù)據(jù)相比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模型采用優(yōu)化后的Lemaitre韌性損