基于Oyane韧性断裂准则的板料成形极限预测

本文基于Oyane韧性断裂准则,结合数值模拟方法,预测板料不同应变状态下的极限应变.准则中的材料参数通过单向拉伸和平面应变拉伸试验确定.在模拟胀形试验获得每一时间步应力、应变值的基础上,应用韧性断裂准则预测板料的成形极限.模拟结果表明用韧性断裂准则和数值模拟相结合的方法能成功获得板料的成形极限图.     

金属韧性断裂准则的数值模拟和试验研究

对不同外形的45钢试件进行了拉伸、压缩和扭转等材料试验,对工程中常用的5个韧性断裂准则的适用范围进行了对比研究,并采用Gurson-Tvergaard(GT)多孔材料本构模型对试验过程进行了数值模拟.指出目前使用的断裂准则都不可能对材料在多种变形条件下给出一个固定临界值.根据金属成形工艺特点,综合考虑拉伸型和剪切型2种不同韧性断裂机制,提出一个统一的韧性断裂准则形式.试验和数值计算结果证明了该准则的有效性和普适性,进而利用单向拉伸和扭转试验确定的材料常数合理地预测压缩过程中的韧性断裂现象.     

板料成形中韧性断裂准则应用研究进展

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。指出利用韧性断裂准则,不但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应用到完全耦合的弹塑性损伤模型的增量方法中,也可以应用到一步有限元逆算法中。为了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韧性断裂准则。     

韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用

 针对板料成形中的韧性断裂准则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．将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中．对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数．同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟．通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数．最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合．表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的．     

摩托车油箱冲压成形数值模拟分析

应用PAM-STAMP软件对摩托车油箱的拉延成形过程进行了详尽的有限元模拟分析,通过对模拟分析和实际冲压结果的比较,验证了摩托车油箱拉延成形模拟分析建模的合理性和模拟结果的准确性.并简要分析了模拟结果和实际冲压结果产生差异的原因.结果表明,采用PAM-STAMP数值模拟软件可准确分析摩托车油箱的冲压成形过程.     

金属板料冲压成形过程有限元分析软件的开发

报道了最新开发的金属板料冲压成形过程有限元分析软件－SheetForm,它是一个将大变形弹塑性有限元法应用于金属板料冲压成形过程的模拟分析软件。它能模拟成形过程中出现的起皱和破裂等成形缺陷,对其功能、特点、使用方法和适用条件分别进行了介绍,并对大量的实例进行了分析模拟,得到了很好的模拟结果。     

镁合金板料温冲压成形数值模拟技术

用板料成形的方法对变形镁合金进行加工可以制造更薄更轻的零件,符合轻质化的发展趋势.利用有限元数值模拟的方法可以对实际的冲压过程进行模拟,达到改进工艺与模具的目的.对于板料加热状态下的数值模拟,为了使结果准确,最重要的就是要建立正确的材料本构关系模型,这一材料模型需给出应变、应变率、应力与温度之间的关系.在经典的塑性成型计算中,材料模型包含两方面的内容:①初始屈服表面的确定,②流动法则和加工硬化模型的建立.总结了经典屈服模型和材料本构关系模型以及国内外学者在经典理论基础上建立起来的镁合金材料模型;探讨了板料成形有限元数值模拟技术以及目前常用的模拟软件;并在此基础上综述了镁合金冲压变形的热-机耦合的数值模拟的研究进展.     

Touran轿车天窗框架冲压成形的数值模拟

应用LS-DYNA有限元软件,对Touran轿车天窗框架冲压成形过程进行了数值仿真,研究了框架易于失效沟槽处材料的变形行为,并预测了开裂产生的原因,同时对其成形后的厚度变化、变形安全裕度及天窗框架的材料选择进行了分析.仿真结果与实际冲压结果取得了较好的一致,证明了所建立的天窗框架仿真模型的合理性及计算结果的准确性,同时也进一步说明了材料性能对成形化具有显著的影响,为天窗框架冲压材料的选择提供了科学依据.     

金属材料的断裂准则及断裂行为数值模拟

论述了金属延性断裂形成的机理，介绍了常见断裂准则公式，对获得金属断裂准则的方法进行模型、原理介绍并给出验证。介绍了有限元技术在挤压、金属切削、切断和精冲工艺中断裂行为的成功分析。     

铝合金板料冲压成形的模拟分析

以某客车后围下延伸板为研究对象,运用仿真软件分别对铝合金板和低碳钢板进行冲压成形模拟分析,得到在工艺条件相同的情况下这2种材料成形性的差异,以及获得铝合金成形合格产品的工艺条件。     

摩擦因数对板料冲压成型影响规律的仿真计算分析

用板成型计算机模拟软件DYNAFORM对钢板的主要变形方式,包括拉深、胀形和翻边等进行了仿真计算,分析了模具与板料之间的摩擦和润滑状态对变形危险部位安全裕度和厚度减薄率等数据的影响。结果表明,摩擦因数在不同变形方式下的作用效果差异明显,通过改变摩擦状态来改善材料的极限变形能力时应与零件的变形方式相结合。     

基于修正GTN模型的不锈钢管剪切过程韧性断裂准则研究

为了改善修正Gurson-Tvergaard-Needleman模型(修正GTN模型)无法准确模拟不锈钢管剪切过程的缺陷,该文在原模型基础上,构造了一个与位移相关的损伤函数作为新的断裂准则.同时,在ABAQUS中采用隐式向后Euler应力更新算法编制了改进后模型的VUMAT用户子程序,实现了其数值求解.最后进行了SUS...     

基于分子动力学模拟结果的界面破坏准则

结合材料的破坏通常都是从界面或其附近发生的,但界面破坏的机理及其评价准则尚未十分清楚。采用分子动力学模拟方法,可以对结合材料的界面起裂过程进行模拟,从而获得结合材料界面应力和界面破坏之间的关系。虽然在分子动力学模拟中采用了高度简化的界面模型,但对界面起裂过程的模拟,仍可以帮助人们获得结合材料界面破坏过程的规律性认识。通过在界面附近引入初始裂纹,导致界面上应力集中,从而引起界面起裂。从分子动力学模拟结果出发,提出了一个结合材料界面起裂,即界面破坏的准则。     

高强度钢板热成形温度场数值模拟分析

高强度钢板热成形过程中,板料和模具于接触表面具有强烈的热传导现象。温度的不断变化将直接影响热成形钢板的最终成形性能和水冷模具的寿命。基于此,该文建立了板料与水冷模具间相互耦合的接触表面热传导模型,并运用传热学和一般壳体温度场有限元分析理论,构建了计算热成形过程板料和模具接触的温度分布场。通过U形件热成形数值模拟与实验结果的一致性对比,验证了建立的热传导模型的有效性。     

基于微观机理的Q460钢材角焊缝搭接接头延性断裂研究

该文基于微观断裂力学的方法,针对Q460钢材角焊缝搭接接头的断裂行为进行了研究。分别通过对接焊缝试件的静力拉伸试验得到了焊缝材料的本构关系,11个开圆弧形平滑槽圆形截面拉伸试件标定了焊缝材料微孔扩张模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS的断裂参量η、α,5个正面角焊缝搭接接头拉伸试验获得了焊接接头的荷载-变形曲线并进行了数值模拟。试验结果表明,E55-D2型焊材的角焊缝搭接接头拉伸破坏形式呈延性破坏。断裂参量结果分析表明,焊材的化学成分会导致焊缝金属断裂性能的差异。该文研究成果为焊缝材料建立了准确的数值模型,同时为高强度钢材焊缝的设计和焊接结构的破坏预测提供了一种有效的方法。     

形状改变比能密度因子断裂准则

将形状改变比能密度因子S_d用于建立复合型裂纹的断裂准则.该准则表明了裂纹在金属材料里的扩展过程中,起决定作用的是形状改变比能,而不是整个应变能.作为应用举例,它成功地预测了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的开裂角和临界荷载,其结果与现有公开文献提供的一些理论结果和实验数据取得了较好的一致.     

基于数值模拟的注塑模熔体前沿速度优化

在注塑成型的过程中,非均匀的熔体前沿充填速度将导致非一致的取向,以及非均匀收缩和翘曲变形,理想的充填模式应尽可能使熔体在充填过程中保持熔体前沿速度为常数.文中将数值模拟技术与遗传算法相结合用于注塑成型熔体前沿速度的优化,确定螺杆行程中的最佳分段控制点,以及控制点处的注射体积流率或螺杆速度的最优值以获得均匀一致的熔体前沿速度.数值分析采用广义的Hele-Shaw流动模型,耦合利用有限元/有限差分来求解控制方程,并利用控制体积概念实现熔体前沿的自动更替和推进.算例表明,优化的工艺条件设置可以使熔体前沿速度的均匀性提高50%左右.     

超高韧性水泥基复合材料延性断裂性能评价准则的试验研究

该文研究了超高韧性水泥基复合材料的断裂性能评价准则。对纤维体积掺量为1。5%、2。0%与2。5%的超高韧性水泥基复合材料试件进行了弯曲断裂试验,基于非线性断裂力学,应用双J参数评价其断裂性能,并分析了其J_R阻力曲线。结果表明,该材料的弯曲断裂表现出延性特征。应用双J参数评价该材料的断裂性能,当流入裂缝塑性区的能量大于起裂断裂能J_IC时,裂缝出现;随后,裂缝稳定扩展;当流入塑性区能量大于失效断裂能J_IF时,局部裂缝出现,材料进入失稳发展阶段。该材料的J_R阻力曲线存在三阶段线性关系,分别以宏观裂缝出现点与主裂缝局部化点为分界点。在UHTCC的变形稳态发展阶段,相同面积的裂纹发展量消耗的能量相同。     

基于拟全量理论的多步正向成形模拟方法

在全量理论的基础上,引入增量思想,构建了多步正成形算法。其基本原理是在一步正成形的基础上,适当增加了若干个中间步,依次计算各中间步之间的应变改变量,并以分量形式累加到当前步的总应变,基于全量理论进行Newton-Raphson迭代计算,并将计算结果以应变分量的形式累加到下个中间步计算中,计算对应的弹塑性本构矩阵,从而在计算过程中体现加载历史的影响,提高了最终的模拟结果精度。设计了方盒件多行程实验方案,采用电腐蚀方法在初始坯料上刻上圆形网格,进行了10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm五个不同行程的方盒件成形实验。利用光学方法测量网格变形量并推算出网格应变量,使用超声测厚仪测量板料不同行程的厚度变化量。通过几种不同算法在计算精度和计算效率上的对比,证明了多步正成形算法的有效性。     

基于裂缝扩展准则的K_R阻力曲线研究

根据混凝土I型裂缝扩展准则,将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了一种新的计算混凝土结构裂缝扩展过程KR阻力曲线模型。该模型认为,裂缝扩展阻力由混凝土材料固有的抗裂能力和粘聚力提供的阻力组成并等于裂缝扩展的驱动力;应用该模型并借助有限元法计算了混凝土三点弯曲梁、楔入劈拉试件的裂缝扩展量、断裂过程区（FPZ）长度,在此基础上...