B550CL高强钢轮辐拉深冲孔变形及损伤

为掌握新型高强钢B550CL用于轮辐拉深冲孔过程的成形规律并对其成形缺陷进行预测,文章基于ABAQUS/EXPLICIT有限元软件平台,考虑Cockcroft-Latham(C-L)韧性断裂准则,建立了高强钢B550CL用于拉深冲孔过程的三维有限元模型,并试制轮辐验证了所建模型的可靠性。基于所建模型,模拟分析了成形后的应力、应变、壁厚和损伤分布规律,发现轮辐圆角区的应力应变较大,而不同路径的应力应变分布情况类似;轮辐直壁圆角区由于成形后减薄严重且损伤值也相对较大,成为轮辐拉深冲孔过程的危险区域。     

AISI-1035钢精冲成形与断裂的数值模拟

使用DEFORM2D软件对AISI-1035钢的落料、冲孔精冲工艺进行了弹塑性大变形有限元数值模拟,将McClintock断裂准则应用于精冲韧性断裂的预测中,预测了材料变形过程中静水应力、等效应力和等效应变的分布以及发展趋势、精冲最后阶段微裂纹产生发展和最终断裂。     

精冲工艺的大变形弹塑性有限元分析

精冲成形是一个复杂的力学过程,涉及弹性变形、塑性变形、损伤软化和韧性断裂等现象.本文使用DEFORM 2D软件对AISI-1035钢精冲工艺进行了弹塑性大变形有限元数值模拟,将McClintock断裂准则应用于精冲韧性断裂的预测中,预测了材料变形过程中静水应力、等效应力和等效应变的分布以及发展趋势、精冲最后阶段微裂纹产生发展和最终断裂.     

剪挤成形工艺分析及数值模拟研究

为了研究不同剪挤成形工艺参数对成形零件质量的影响,本文使用Deform 2D有限元软件建立二维轴对称模型,采用Ludwik硬化流动应力模型和能够同时反映空穴损伤发展和空穴形状变化对损伤程度影响的韧性损伤模型,进行剪挤成形弹塑性有限元分析.分析归纳出板厚、凸凹模间隙、凸模半径、压边力和反顶力等工艺参数对剪挤成形质量和成形...     

韧性断裂准则及损伤模型在冲裁有限元模拟中的应用研究

在冲裁有限元模拟中,韧性断裂准则的选择会对冲裁件断面质量与尺寸精度产生很大影响。为了获得符合实际的模拟结果,进而优化冲裁工艺,重点研究了一些常用的韧性断裂判定依据,并从物理学角度阐述了韧性断裂机制。基于试验的韧性断裂准则,考虑了变形历史中的应力应变关系,使用由反求法确定的临界值来判定韧性断裂的发生与否。基于连续损伤力学建立的损伤模型,考虑了变形过程中损伤累积对材料本构关系的影响,能够更准确地描述断裂过程。此外,还分析了冲裁有限元模拟中的关键技术,如采用任意拉格朗日欧拉方法来解决网格畸变问题,使用单元分裂、单元分离与单元删除等技术来处理裂纹的萌发与扩展。探讨了目前韧性断裂模拟中存在问题以及未来发展方向。     

镀层金属板冲压成形断裂失效的有限元模拟

镀层金属板在加工过程中,由于工艺参数、模具几何参数的影响,经常会出现裂纹,并最终导致板材的断裂。以双面电沉积镍的低碳钢板为研究对象,采用基于连续介质损伤有限元模拟以及冲压成形实验相结合的方法对镀层金属板在冲压过程中的失效问题进行了研究。结果表明:随着冲压深度的增加,杯形件中的等效塑性应变与损伤值均增加,当冲压深度达到10mm时,在杯形件冲头圆角处出现断裂现象。通过冲力冲程曲线与成形件形状的比较和损伤变量分布、等效塑性应变分布以及厚度减薄的分析发现,有限元模拟结果与冲压成形的试验结果符合得较好,证明了有限元模拟的正确性。     

钢制带轮热旋压成形工艺分析及有限元模拟

研究钢制三角带轮的成形工艺,通过对旋压成形原理分析和旋轮设计,提出钢制三角带轮热旋压成形的四步成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件对旋压成形过程进行数值模拟.模拟分析了旋轮形状、旋压进给量和旋压进给比对旋压成形质量、等效应变、等效应力、成形载荷以及轴向压紧力的影响.结果表明:所设计的成形工艺、旋轮形状及工艺参数合理可行;锻件变形均匀,成形质量高,成形载荷较小;在各项工艺参数中,旋轮的形状和旋压进给比是锻件成形的主要影响因素.     

负间隙精冲的大变形弹塑性有限元分析

负间隙精密冲裁是一个复杂的力学过程,涉及弹性变形、塑性变形、损伤软化和韧性断裂等现象.本文使用DEFORM-2D软件对AISI-1045钢进行了弹塑性大变形有限元数值模拟,将McClintock断裂准则应用于负间隙精冲韧性断裂的预测中,预测了材料变形过程中的静水应力、等效应力和等效应变的分布以及发展趋势.并依据仿真条件和模拟结果分析,通过实验的方法获得了不同负间隙下的无毛刺冲裁件.     

镁合金笔记本外壳温冲成形工艺参数对损伤因子的影响

引入Cockroft-Lathem韧性损伤准则,通过应用有限元技术模拟多组镁合金笔记本外壳薄板温冲成形方案的成形过程,同时计算损伤因子及分布,从而建立了一系列工艺参数对最大损伤因子的影响规律,并锁定两个角部为拉深成形最易破裂的区域.以追求损伤因子最小为目标得出了优化的工艺参数:成形温度250℃,压机速度4mm/s,摩擦因子0.09,压边力0.7MPa,凹模圆角半径5.1mm,凸凹模间隙1.15mm.     

基于有限元模拟的钼粉末温压成形分析

为了研究钼粉末温压成形过程,用有限元分析软件建立了钼粉末温压成形的有限元模型,对三维圆柱等截面粉柱温压成形过程进行了有限元数值模拟,从模拟结果得到了最终坯体内部密度和应力等参量的分布情况以及钼粉末颗粒轴向和径向流动规律.实验验证了所建立有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对钼粉末成形的影响.结果表明:在钼粉末的温压成形过程中,压坯顶部半端面、轴截面和侧壁的相对密度分布等值线和其应力分布等值线非常接近.     

空穴长大延性损伤新模型

以45中碳钢为研究对象,进行了拉伸、压缩、扭转、精冲实验,并结合有限元对各实验过程中的应力三轴度和延性损伤进行了分析,归纳了金属材料的3种延性损伤机理:无空穴影响剪切损伤、剪切型空穴损伤和拉伸型空穴损伤.在上述工作基础上,提出了一个新的基于空穴长大的延性损伤模型,能够较准确地预测材料拉伸、精冲过程中延性断裂的出现,扩大了损伤模型的预测范围.     

楔横轧韧性损伤模型中Zener-Hollomon参数的确定

为将温度和应变速率耦合到现存的韧性断裂准则中,文章利用Gleeble3500热模拟机对45钢进行压缩实验,采用最小二乘法计算Zener-Hollomon参数中的变形激活能Q,得到了45钢在温度1050℃~1200℃、应变速率1s-1~100s-1下的材料流动应力方程,不仅为韧性损伤模型的建立奠定了基础,而且可为应用韧性断裂准则模拟楔横轧心部缺陷的有限元模拟中的材料模型,提供基础数据。     

金属体积成形中的韧性损伤准则

以Ｌｅｍａｉｔｒｅ的４个基本要素,即损伤变量、各向同性损伤假设、有效应力、应变等效性假设,以及热力学和损伤只发生在拉伸应力的塑性变形下的假设为基础,提出了一个韧性损伤准则,它能解释自由均匀镦粗的自由表面无裂纹的现象。     

基于金属粉末压制模型的韧性损伤模型

以Lee多孔材料屈服模型为基础 ,并假设空穴密度积累到一临界值时 ,材料出现裂纹 ,推导出适用于多孔材料的韧性损伤模型。该模型描述了在应力、应变、密度分布及其积累因素影响下 ,材料的损伤状态。使用该模型可以跟踪整个加载过程中多孔材料各点的损伤状况和破裂过程。     

基于微观损伤机理的延性裂纹扩展行为分析

在考虑材料内部塑性损伤的基础上,通过有限元数值方法(特殊单元模型法),编制了求解韧性断裂特征参量的程序,模拟材料的韧性断裂过程.通过单轴拉伸试验的模拟结果,得出反映材料微观损伤的控制参量,再根据该参量对同种材料的标准三点弯曲试验进行定量预测,即实现从一种试验结果预测同种材料的其它试验结果.结果表明,在韧性裂纹扩展时,考虑塑性损伤的特殊单元模型能够很好地描述材料的韧性断裂过程,可以实现同种材料不同试验间相互预测的目的.     

延性金属圆柱棒的拉伸断裂数值模拟

216 9钢在工业产品中经常用到 ,是一种奥氏体不锈钢 ,属于FCC金属。 2 16 9钢为延性金属 ,在拉伸状态下表现出延性断裂 ,从试验分析看 ,断口主要为韧窝形式。本文应用Gurson细观损伤模型 ,采用显式动力法分析了 2 16 9钢圆柱棒在拉伸状态下的损伤、紧缩和断裂。分析 2 16 9钢的静态拉伸表明 ,采用Gurson模型可以较好地模拟这种材料的延性断裂形式。分析结果与试验现象相符。     

金属材料冲裁过程的有限元模拟

介绍了利用弹性有限元对金属冲裁加工模拟的基本原理,包括弹塑性大变形木匠,裂破坏模拟以及网格重划分等技术,利用商业化有限元程度DEFORM－2D^TM对不锈钢（AISI304）板料的冲裁工艺进行了模拟,模具采用刚体模型,工件采用弹塑性模型,材料断裂破坏采用Cockroft-Latham破坏准则,分析了冲裁过程中裂纹生成、扩展以及材料断裂分离的过程,冲载力的变化等,模拟结果中的材料断裂和冲裁力的变化与已发表文献中的实验结果一致。     

40CrNiMo钢高温拉伸变形行为和组织演变规律

采用光滑和缺口拉伸试样进行不同温度(950、1050和1150 ℃)和不同应变速率(0.5、1.0和5.0 s^-1)的高温拉伸试验,研究了40CrNiMo钢在高温拉伸时的力学性能变化、微观组织演变以及塑性损伤形成机理,分析了不同应力三轴度对高温塑性损伤的影响。结果表明,提高变形温度或降低应变速率会降低峰值应力;应变速率从0.5 s^-1增大至5 s^-1,晶粒大小不均匀程度增加,材料更容易产生塑性损伤;变形温度从950 ℃提高到1150 ℃,晶粒尺寸增大近3倍;损伤经历形核、长大并形成微裂纹3个步骤,应力三轴度与缺口半径成负相关关系,应力三轴度的增大会加剧塑性损伤的发生,使得拉伸试件的断裂应变值降低。在车轴实际轧制过程中,在保证一定生产效率的前提下,可以通过尽可能减小楔横轧模具的成形角,并适当增大展宽角的方法,来降低材料塑性变形时内部各处的动态应力三轴度值,降低损伤发生的概率。     

TC11钛合金热锻成形过程中延性损伤演化模型的建立

基于连续损伤理论,考虑了变形温度与应变速率的影响,将与变形温度和应变速率相关的Zener-Hol-lomon参数作为一个修正函数A(Z)引入损伤演化模型,通过TC11钛合金在高温下的单向拉伸实验,确定了模型中的系数,建立了TC11钛合金高温塑性变形的损伤演化模型。通过高温压缩实验对模型进行了验证,结果表明,该模型可以很好地对TC11钛合金在低应变速率下的损伤行为进行预测。