一种建立板料成形极限应力图的新方法

基于塑性理论建立了比例加载条件下双向拉伸应力应变关系,结合Swift分散性失稳准则,提出了一种建立板料成形极限应力图的方法。分别应用Hill 48和Hosford屈服准则以及单向拉伸性能参数,建立了铝合金板(r<1)和薄钢板(r>1)两种材料的成形极限应力图(FLSD),分析表明,不同的屈服准则的选取对于成形极限应力曲线有不同的影响,对于不同类型的材料屈服准则的影响程度也不同。与由通常的成形极限图(FLD)转换所得到的成形极限应力图(FLSD)进行了对比分析,结果表明,所提出的方法计算过程更为简便,并能较为准确地建立成形极限应力图,可以作为复杂加载路径下的成形极限破裂判据。     

板料成形极限应变与极限应力的转换关系

因极限应变构成的FLD受应变路径的影响很大 ,在研究复杂应变路径的成形极限问题时带来极大不便。而以极限应力构成的成形极限应力图FLSD由于不依赖加载应变路径 ,已成为目前研究的热点。本文在分析板料极限应变与极限应力的基础上 ,得出了相互转换的公式 ,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则 ,进行了不同加载应变路径FLD转换FLSD。结果表明 ,对于同一失稳准则 ,在不同加载应变路径下FLSD几乎为同一条曲线 ,FLSD作为复杂加载路径板料成形极限判据更加方便。     

镁合金板材热态下成形极限预测研究

采用M-K模型,结合由Graf和Hosford提出的迭代计算方法,对AZ31镁合金板材热态下成形极限图的右半部分进行了理论预测。理论计算分别使用了Von Mises各向同性屈服准则和Hill48二次型各向异性屈服准则,同时引入了Backoften本构方程。讨论了基于Hill48屈服准则进行理论计算时,材料厚向异性指数R对预测成形极限图的影响。根据预测结果,在其它材料参数不变时,R值的增大会使板料的成形极限降低。将预测成形极限图与试验数据进行对比,结果表明,相比Hill48屈服准则,Von Mises屈服准则能更准确应用于对镁合金成形极限图右半部分的理论预测。     

汽车结构件内高压成形应力极限分析

由极限应力构成的应力成形极限图(FLSD)独立于应变路径,可作为复杂应变路径下成形极限的判据。通过标准成形极限实验获得3A21铝合金板材的成形极限图(FLD);由极限应力应变转换关系,将极限应变转换至主应力空间,建立对应的FLSD;采用LS-DYNA软件对方截面汽车结构件内高压成形过程进行了模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及极限成形压力。模拟结果与物理实验结果相吻合,证明FLSD可作为管材内高压成形等复杂应变路径下成形极限的判据。     

应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图

将Oyan韧性断裂准则引入数值模拟预测板料的成形极限图(FLD).讨论了各向异性系数对不同应变状态下准则中各项的影响,通过测定单向拉伸和平面应变拉伸的断裂应变确定了准则中的材料常数.模拟凸模胀形实验得到每一时间步应力、应变值,代入韧性断裂准则预测板料的成形极限.应用Oyan韧性断裂准则预测了铝合金A5182-O和SPCC的成形极限图.模拟结果表明,用韧性断裂准则和数值模拟相结合能成功预测板料的成形极限图.     

板料成形极限理论与实验研究进展

成形极限是板材成形领域中重要的性能指标和工艺参数。文章在阐述成形极限在板料成形中的意义的基础上,综述并分析了成形极限在理论和实验方面的研究进展。成形极限图受应变路径的影响,给工业生产应用带来极大不便。以极限应力构成的成形极限应力图不受应变路径的影响,作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。FLSD研究与FLD相结合,成为精确地确定破裂判别准则的主要途径之一,是近来研究的热点。十字形双向拉伸是实现复杂加载路径有效实用的试验方法。最后对成形极限应力图和十字形双向拉伸试验需要解决的关键问题作了阐述。     

5754-H111铝合金板材成形极限实验及数值模拟

为适应节能减排与轻量化需求,铝合金产品日益受到重视。通过实验与数值模拟方法研究了5754-H111铝合金板材在室温下的成形性能。通过刚模胀形实验,测试获得了成形极限图(FLD),其中平面应变条件下极限应变为0.174。并通过单拉、拉深及胀形实验,得到更实用的板材简易成形极限应力图(FLSD)。根据应变路径的变化,结合有限元模拟得到了FLD预测值,模拟结果与实验结果吻合较好,证明了该方法在预测板材成形极限上的准确性。     

铝合金板料多道次成形极限预测研究

为了解决轻量化车身铝合金板料多道次冲压成形有限元仿真的准确性问题,以各向异性铝合金板料在非线性应变路径下的成形极限预测为研究对象,讨论了预变形对后工序成形极限图的影响,研究了获得预变形均匀应变场的试验方法,引入了与应变路径无关的成形极限预测模型,并介绍了PEPS模型的极坐标转换方法,结果表明：成形极限应力图可以更准确地预测轻量化车身铝合金板料二次加载条件下的成形极限,优于目前仅依赖材料供应态FLD模型的有限元分析准确性。     

各向异性屈服准则对铝合金板成形预测精度的影响

基于板料成形过程的数值模拟 ,研究了不同的各向异性屈服准则 (Hill194 8,BarlatYLD89,BarlatYLD91和BarlatYLD96 )对铝合金板成形过程的影响 ,模拟结果和实验结果进行比较 ,结果表明 ,采用屈服准则 (YLD96 )模拟结果和实验吻合较好 ,而Hill屈服准则的模拟结果和实验差别较大 ,故不适宜用于铝合金板的成形模拟。采用不同屈服准则模拟的应变分布有所不同 ,采用YLD89,YLD91和YLD 96屈服准则预测的起皱和断裂的趋势比Hill屈服准则预测的要高。     

应用韧性断裂准则预测不同材料的胀形极限

为了准确地预测板料成形极限 ,将韧性断裂准则引入到有限元模拟中。在有限元模拟获得的应力应变场基础上 ,应用韧性断裂准则预测板料断裂的发生。本文应用作者提出的韧性断裂准则及材料常数的确定方法预测了铝合金板和钢板的半球形凸模胀形的成形极限。与实验结果比较表明 ,该方法能在较宽的材料范围内预测胀形成形极限。