胡星
,
杨海军
机械工程材料
通过对比铝合金平面直线翻边试验及基于集中性失稳模型得到的极限应变和开裂断口,研究了汽车用铝合金滚压包边的失效机理;基于韧性断裂、塑性增量法则和混合强化准则,理论推导得到了弯曲成形极限图,并通过试验对成形极限应力图进行了验证;最后,通过数值解析的方法,研究了韧性断裂准则在滚边成形中的适用范围.结果表明:基于韧性断裂准则的成形极限图,可以用来预测铝合金滚压包边过程中产生的开裂;包边变形过程中弯曲强化效应无法忽略,适用于拉弯成形极限预测的集中性失稳理论将无法应用于滚压包边成形.
关键词:
滚压包滚边成形
,
铝合金
,
韧性断裂
,
成形极限
,
数值模拟
谢文才
材料科学与工艺
为了改善两端不对称形状管件内高压成形后的壁厚均匀性,提高管件内高压成形极限,采用Dynaform有限元模拟软件并结合实验,研究了补料压力、轴向补料量对管件成形过程中起皱和破裂的影响.结果表明:当补料压力低于32 MPa时,失效形式为死皱；当补料压力高于42 MPa时,失效形式为破裂,适宜的补料压力区间为34 ～42 NPa；当左右补料量分别为42和22 mm,整形压力126 MPa时,可得到合格非对称瓶形管件,管件最大膨胀量为70.75％,壁厚最大减薄率为27.12％.通过控制管材在内压和轴向力的作用下发生合理的预成形,包括管材两端的合理补料量以及合理的起皱形状和数量,可在最终的内高压成形中实现更好的壁厚均匀性,提高成形极限.
关键词:
内高压成形
,
预成形
,
加载路径
,
成形极限
,
起皱
周里群
,
李健
,
毛昭明
,
李玉平
机械工程材料
首先通过拉伸试验,得到了镍涂层薄钢板和低碳钢薄板的材料参数,然后利用有限元软件Abaqus/Explicit对镍涂层薄钢板的冲压成形过程进行了有限元模拟,得到了涂层和基体在冲压变形过程中的应力、应变以及断裂的初始位置及厚度分布,并通过Oyane韧性断裂准则预测了镍涂层薄钢板的成形极限;并将韧性断裂准则的理论计算、试验结果与有限元计算结果进行对比.结果表明:Oyane韧性断裂准则能够较好地预测镍涂层薄板的成形极限和失效的初始位置,预测值与试验值相差较小.
关键词:
韧性断裂准则
,
冲压成形
,
镍涂层薄板
,
成形极限
,
有限元法
侯波
,
于忠奇
,
李淑慧
,
林忠钦
材料科学与工艺
在铝合金板温成形数值仿真中,成形极限图是判断材料颈缩失效和评价温冲压成形能力的基础.提出了一种温成形条件下铝合金板成形极限图的理论预测方法.采用曲线拟合方法建立了Al5083-O铝合金板应变硬化指数、应变率硬化指数随成形温度的变化规律;采用M-K理论模型,结合Logan-Hosford屈服函数计算获得温成形条件下铝合金板的成形极限图.计算结果与实验数据吻合较好,证实了温成形条件下铝板成形极限图的理论预测方法是正确的.
关键词:
温成形
,
成形极限
,
铝合金板
,
M-K理论
,
成形性能
刘冬
,
李荣锋
,
杜丽影
物理测试
金属板材的成形极限是板材成形领域中的重要性能指标和工艺参数。目前,国内外均已开展以厚度减薄率作为成形极限判据的成形极限试验模拟研究,其厚度减薄率的测试过程较为复杂,不适合实验室大批量检验工作。提出了2种金属板材拉伸厚度减薄率的测试方法,一种为人工测试断后试样断口附近厚度分布,得到厚度减薄率变化曲线;另一种方法是通过公式推导,将厚度减薄率与试样纵向应变联系起来,通过测试纵向应变,得到集中性失稳前的厚度减薄率变化规律。
关键词:
成形极限
,
厚度减薄率
,
厚度分布
,
纵向应变
蒋政
,
刁可山
,
吴向东
,
万敏
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150305
为研究高强钢板成形过程中的损伤破裂机理，更准确地预测高强钢的断裂失效行为，基于细观损伤力学的空穴理论，并在屈服函数就是塑性势函数的通用性假设基础上推导了各向同性的韧性断裂模型；同时引入Lode参数以反映不同应变状态下空穴形核、长大以及聚合的差异，提出了一种包含应力三轴度和Lode参数的新模型。在Hill正交各向异性屈服假设下，描述了平面应力状态下应力比值、r值与应力三轴度、等效塑性应变的关系。最后，针对DP590进行了参数确定和实验验证。结果表明：应力三轴度在高强钢韧性断裂中仍然起主导因素，在低应力三轴下，材料主要是剪切型破坏，空穴的长大及聚合方式主要受剪应力影响，高应力三轴下，空穴损伤主要受拉应力影响，断裂是韧窝形的；Lode参数决定了应力组成形式，也间接地反映了应变状态，它与应力三轴度共同决定了空穴损伤的发展。新的模型能较准确地预测DP590的成形极限。
关键词:
韧性断裂
,
应力三轴度
,
Lode参数
,
成形极限
,
高强钢
陈(吉力)实
,
陆文琼
,
陈军
,
石磊
,
肖华
,
仝广
材料科学与工艺
为确定适合描述高强度热轧钢板变形行为的屈服准则,采用Hollomon流动应力方程和三种屈服准则对几类高强度热轧钢板在不向应变路径下达到成形极限的成形过程进行了模拟.比较了Barlat(1989)、Hm(1948)、Barlat六参数3种屈服准则,对热轧酸洗板QStE340TM、SAPH370和热轧镀锌板ZStE260P在单向拉伸、平面应变和双向等拉3种应变路径下的变形过程进行了比较.结果表明,Badat(1989)屈服准则能较好地描述单元的变形行为,且在平面应变路径下的模拟结果最符合实验结果.
关键词:
流动应力方程
,
屈服准则
,
成形极限
,
应变路径
初冠南
,
林艳丽
,
宋伟宁
,
张林
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00178
针对铝合金焊缝性能低于母材、现有成形极限分析方法不适宜分析铝合金搅拌摩擦焊板材成形极限的现状,提出了一种基于二次多项式新本构模型的铝合金拼焊板成形极限理论模型。核心思想为利用材料自身的性能差异替代经典M-K理论模型的沟槽假设。针对铝合金硬化指数低、幂指数回归精度差的问题,将二次多项式新本构模型应用于M-K理论模型,最终建立了适合于铝合金搅拌摩擦焊拼焊板的成形极限理论预测模型。对铝合金搅拌摩擦焊板材进行了成形极限实验,并通过XJTUDIC三维数字散斑应变变形测量系统实时测量变形过程中的应变值,得到了铝合金搅拌摩擦焊拼焊板的实验成形极限图。最后对实验结果和理论分析结果进行了对比。相比传统的幂指数本构模型,二次多项式对应力-应变曲线的回归,无论在初试屈服阶段或后期变形阶段均有很好的吻合精度。幂指数最大拟合误差超过12%,而二次多项式的拟合误差小于1%,二次多项式回归模型能很好地拟合铝合金搅拌摩擦焊接接头的应力-应变关系;采用二次多项式本构关系的理论模型能很好地预测铝合金搅拌摩擦焊板材的成形极限,第一主应变的预测误差小于0.01;而幂指数理论模型则导致平面应变状态下的极限应变预测结果明显不准,在相同应变路径下第一主应变的预测误差达0.14。
关键词:
铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
成形极限
,
应力-应变曲线
,
M-K模型
