一种基于有限元仿真的板料成形极限预测方法

从成形极限图试验中观察得到了板料发生缩颈的2条判断准则：1.板料发生缩颈时凸模与板料接触力出现峰值；2.缩颈区域应变路径向平面应变状态发生突变.在有限元仿真软件中建立成形极限图试验的模型，对不同尺寸的试件进行仿真，根据以上2种准则可以得到在不同应变状态下的缩颈应变成形极限和应力成形极限.在二维坐标系里标出得到的极限点并连成曲线，即为用有限元仿真方法得到的板料应变成形极限图（Forming Limits Diagram,FLD）和应力成形极限图（Forming Limit Stress Diagram,FLSD）.通过与理论计算方法和试验方法得到的结果对比发现用该方法得到的FLD以及FLSD比理论推导出的更接近试验得到的数据     

一种基于有限元仿真的板料成形极限预测方法

从成形极限图试验中观察得到了板料发生缩颈的2条判断准则：1．板料发生缩颈时凸模与板料接触力出现峰值；2．缩颈区域应变路径向平面应变状态发生突变，在有限元仿真软件中建立成形极限图试验的模型，对不同尺寸的试件进行仿真，根据以上2种准则可以得到在不同应变状态下的缩颈应变成形极限和应力成形极限．在二维坐标系里标出得到的极限点并连成曲线，即为用有限元仿真方法得到的板料应变成形极限图（Forming Limits Diagram-FLD）和应力成形极限图（Forming Limit Stress Diagrmn-FLSD）．通过与理论计算方法和试验方法得到的结果对比发现用该方法得到的FLD以度FLSD比理论推导出的更接近试验得到的数据．     

基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限预测

针对应用拉伸失稳理论和缺陷理论获取铝合金成形极限图(FLD)的局限性,提出了一种基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限的获取方法。通过在损伤过程中引入裂纹状态变量,将FLD的获取转化为计算板材在不同应变路径下断裂时对应的极限主应变。本文以5083-O铝合金为例,设计了简单的缺陷试样加载试验和缺口试样纯剪切试验,利用有限元仿真的方式获取了材料在不同应变率下失效时对应的应力三轴度和剪应力比。通过圆顶冲头涨形的数值模拟,获取了板材在不同应变路径下断裂时对应的冲头行程、极限厚度和断裂成形极限图(FFLD),并与试验结果进行对比。结果表明:数值模拟获取的板材成形极限和试验结果基本吻合。将本文获取的FFLD应用于高速动车组司机室覆盖件的冲压成形效果分析中,预测的成形工件的失效形式和断裂位置与试验结果相吻合。     

基于损伤修正M-K模型的高强度钢成形极限预测

为探究材料内部损伤演化对其成形特性的影响,在M-K凹槽失稳理论的基础之上,通过引入GTN损伤模型,建立了耦合损伤的高强度钢22MnB5成形极限预测方法,并确定了相关损伤参数。该方法以临界孔洞体积分数作为失稳判据,增强了预测方法的物理意义。通过理论计算分析了变形路径对板材失稳以及损伤演化的影响。同时,通过开展NAKAZIMA实验研究,获取了22MnB5的成形极限数据并对其变形特点进行了分析。通过与实验结果的对比,验证了本文预测方法的有效性。     

织构板料双向拉伸成型极限的计算

介绍了用晶体力学方法描述织构板料塑性变形应力应变关系的途径。提出了按M-K理论计算织构板料双向拉伸成型极限的方法。对深冲用铝镇静钢的计算结果与实验结果作了比较,还给出了一些具有常见织构的假想材料在等值双向拉伸时,反映不同取向的凹槽的成型极限曲线。     

薄板单向拉伸与双向拉伸应力应变关系分析

本文对金属薄板在单向拉伸和双向拉伸状态下的应力应变关系进行了理论和实验研究，给出了两种应力状态下所得ｎ值的相关性，分析了其预报成形极限的适用性，将研究材料在单向及双向拉伸试验中所获应力应变关系用于拉延成形的过程分析和极限成形参数计算，结果表明，单向拉伸时的应力应变关系用分析拉延成形过程更为符合实验结果。     

不同本构关系下基于剪切破坏准则的板料成形极限

本文应用剪切破坏准则,利用MATLAB编程软件,在Swift本构方程、修正Voce本构方程、修正Hockett本构方程模型下,基于Hill48、Gotoh、Barlat89、Mises4种屈服准则对材料AA5182、DP600与TRIP780进行成形极限理论计算.通过对比实验数据与理论结果具体分析不同本构方程与屈服准则对成形极限的影响.针对不同本构方程与屈服准则预测的结果选取适合该种材料的最佳成形极限曲线.     

不同微观组织Ti-4Al-2V钛合金板室温成形极限

钛合金室温成形由于其加工成本低,受到了越来越多的关注.不同微观组织的钛合金成形性能差异很大.在钛合金板室温成形有限元仿真中,成形极限图是评价成形能力和判断材料失效的基础.然而,在获取材料成形极限时需要进行大量的试验,过程非常耗时和繁琐.为了降低实验成本、缩短开发周期,本文以材料失效点主应变二次导数变化的断裂准则,采用数值模拟与断裂准则相结合的方法获得不同微观组织的Ti-4Al-2V(TA17)钛合金板成形极限图.用单向拉伸、凸模胀形和圆杯拉深试验对有限元仿真进行对比验证,得到的试验结果和有限元结果相一致,表明有限元仿真得到的成形极限图的正确性.建立并对比了三种不同微观组织的TA17钛合金的成形极限,分析了微观组织对室温成形极限的影响,发现具有等轴组织的TA17钛合金成形极限最优.根据试样的断口形貌图也可以看出,等轴组织成形极限最优.为TA17钛合金板材冲压成形等后续工作奠定基础.对其他牌号钛合金在不同热处理工艺下得到的微观组织的成形性能研究有指导意义.     

韧性断裂准则在板料成形中应用研究进展

对板料成形中的成形极限应力图、最大变薄率、成形极限图以及韧性断裂准则等预测成形极限的方法进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化.利用有限元方法模拟时,韧性断裂准则既可以运用到完全耦合的弹塑性损伤模型的增量方法中,也可以运用到一步有限元逆算法中.指出了为准确地预测成形极限,除了提高有限元模拟精度外,应找到一种本质地反映材料性能的准则.     

拉伸失稳的应变分析与确定

研究大型复杂汽车覆盖件的冲压加工时,经常在金属薄板表面制出圆网格进行变形分析.板材冲压加工后,网格变成椭圆.本文对变形椭圆的选择及颈缩或裂纹的形式,进行了详尽分析,给出拉伸失稳极限应变的计算方法.结果表明,该法得出的失稳应变与实验结果相符合,并可结合成形极限图在生产中应用.     

Dislocation Densites of Deformed Steel Sheets Based on Positron Annihilation

The variation regularity of dislocation densites of some deformed steel sheets under three kinds of strainpaths as uniaxial tension, plane strain and equal biaxial stretching was investigated by means of positron lifetimespectrum and Doppler-broadening techniques. The results show that the increasing rate of dislocation densites isrelated to the plastic strain path. A relationship between the increasing rate of micro-defects, macro-instability andforming limits during the process of steel sheet forming was got based on analyzing the mechanism of dislocationdensity increasing under different stress-strain condihons.     

基于拉深孔成形技术的杯形件拉深数值模拟

分析了拉深孔成形时的力学机理,并以杯形件为研究对象,进行拉深孔成形有限元模拟,同时分析了拉深后拉深件的危险断面处厚度减薄率和成形极限图（FLD）。分析结果表明,拉深孔排列规律、密度和孔径变化对板料的极限拉深高度有很大影响。     

Effects of Biaxial Tensile on the Deformation Behavior of DP590 High-strength Steel Sheet under High Strain Rate

The effects of biaxial tensile pre-strain on the forming limit of DP590 high-strength steel under high strain rate were investigated. The stress-strain curves of DP590 steel sheet under the biaxial tensile of different load ratios were obtained. The forming limit diagrams(FLDs) of DP590 steel sheet under biaxial tensile pre-strain and electromagnetic hybrid forming were established. Results showed that the biaxial tensile pre-strain had significant effects on the formability of DP590 steel. The pre-strain in a certain range improved the forming limit of DP590 steel under high rate, and the forming limit increased with the pre-strain. The prestrain in the same direction of high rate increased the forming limit of the final deformation under complex strain paths conditions, but the pre-strain in the vertical direction decreased the minor strain under the high strain rate.     

球底直筒形拉深件成形极限理论及模拟分析

将球底直筒形零件的受力分析分成2个阶段,即材料悬空阶段和直筒贴模阶段,并从理论上分析了其成形过程中各个部位的应力状态以及成形条件对成形极限的影响;用Dynaform数值分析软件模拟了球底直筒形零件的成形过程,分析了压边力和润滑条件等对球底直筒拉深形件成形极限的影响。     

Forming limit of sheet metals based on mixed hardening model

The calculation method of forming limit of sheet metals based on M-K instability theory is proposed,and the method is applicable to different yield criterions and hardening models.The forming limit dia-grams of AA5754-O,AA6111-T4 aluminum alloy sheet and DP steel sheet under combined loading paths are obtained based on mixed hardening model with YLD2000-2D yield criterion proposed by Barlat in 2003 and L-C nonlinear kinematic hardening model proposed by Lemaitre and Chaboche.The results show that the formin...     

变压边力对差厚拼焊板方盒形件拉深成形质量的影响

与单板相比,由于料厚比（或强度比）、焊缝性能以及成形过程中焊缝移动的影响,使拼焊板成形更为复杂。拼焊板拉深是拼焊板冲压成形中最典型成形工艺,影响拼焊板拉深成形质量的主要因素有压边力、模具几何参数、料厚比和摩擦条件等。其中,压边力的大小及加载方式对拉深成形极限及焊缝移动有着显著影响。本文采用数值模拟技术,研究了拼焊板方盒形件拉深成形过程中变压边力方案对焊缝移动及成形极限的影响规律。研究表明可以通过调整焊缝两侧板料压边力的大小,使得在尽可能满足成形深度的同时减少焊缝移动,从而提高拼焊板方盒形件的成形质量。     

电磁成形用螺线管线圈电感的研究

线圈电感是研究电磁成形放电过程的基本物理参数。通过有限元法和解析法分别救解了电磁成形用螺线管线圈的电感,在解析法求解中分别将其等效为螺线管和圆柱线圈。最后将计算结果与实测结果进行了对比,得到了电磁成形用螺线管线圈电感的计算模型。