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.     

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．     

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。     

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.     

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。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。     

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。     

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.     

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...     

基于动力显式算法的热成形数值模拟预测

考虑金属热处理相变动力学模型,建立了适用于高强度钢板热成形的热、力、相变多场耦合本构方程。基于大变形动力显式有限元算法及上述多场耦合本构方程,建立了热成形动力显式有限元方程。并将板料相变潜热释放引入到热成形温度场分析过程中。在自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King Mesh Analysis System)基础上开发了热成形动力显式分析模块,可用于预测热成形过程中零件的厚度变化、温度变化、微观组织各相的体积分数以及硬度分布。随后采用该模块对一款汽车B柱的热成形过程及最终力学性能进行数值模拟预测,并与试验结果进行对比,对比的一致性证明了所建立的多场耦合本构方程及KMAS热成形动力显式分析模块的正确性。     

DUCTILE TEARING SIMULATION BASED ON A LOCAL ENERGETIC CRITERION

It is well known that the tearing resistance curve J–Δa is not a material property and that probably the energy dissipation rate is preferable to the integral J to characterize crack growth. The G parameter represents the energy dissipated in plasticity and fracture and, under certain conditions, this parameter could be used directly as a critical value for a criterion based on an energy release rate calculated near the crack tip to simulate propagation. Indeed, we see that a local energy release rate could be calculated near the crack tip to take account only of that portion of energy which participates in the fracture.
We applied this approach to simulate the crack growth for CT specimens with and without side grooves in a 20  MnMoNi 55 ferritic steel, and compared the results with Rousselier's model.     

基于凝固进程数值模拟的铸件裂纹预测方法

根据凝固层内应力表达式及裂纹萌生部位的判别准则,对生产条件下的φ800铸钢车轮裂纹进行了预测,并用常规的热弹塑性方法计算的结果及剖面低倍组织形貌进行了评价,结果表明:预测裂纹与计算和实测情况吻合;裂纹沟槽出现在距表面凝固厚度的2/3处,它与缩松、缩孔及组织缺陷没有必然的联系;控制铸件表面温度的工艺措施是减少裂纹的有效途径.     

结构钢开裂准则及断裂试验分析

为探寻结构钢开裂机理及抗断设防,给出了结构钢在应力三轴空间的广义屈服轨迹方程。结合古典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,基于三向等拉伸应力状态下结构钢屈服和宏观脆断重合性假设,导出了结构钢在应力三轴空间的开裂准则。在结构钢开孔板的单向等速拉伸断裂试验中,较为精确地测量了初始开裂时的加载位移及全程载荷-位移曲线。试验结果显示,初始裂纹位于孔边且扩展迅速。通过对结构钢开孔板断裂试验的数值模拟分析,对比验证了该开裂准则的普适性及精度。最后,给出了结构钢广义屈服和开裂模型的物理解释及抗断设防。     

一种新型固有应变法的焊接变形仿真

以T形焊接接头为算例,结合热弹塑性有限元法和映射应变分量法研究角焊缝角变形的产生机制,认为固有剪切应变才是产生角变形的主要根源,而不是传统思维认为的横向固有正应变.随后,以此观点为基础,对比分析了两种不同的加载方位对横向约束度、横向固有应变及残余角变形的影响.沿焊缝表面斜向加载更接近于实际测量值和热弹塑性模拟值,表明了此种加载方位的合理性,为更合理的利用固有应变法预测焊接残余变形提供了有益的参考.     

基于延性撕裂的“PD6493高级评定方法及EPRI方洁”的优化评定和应用对比研究

本文从工程应用角度重点研究了考虑延性撕裂的英国ＢＳＩＰＤ６４９３高级评定方法及美国ＥＰＲＩ工程方法。作者所建立的优化评定方法，分析简单，概念清晰，克服了传统图解方法的繁琐和不确切。对比表明：修订的ＰＤ６４９３高级评定法（１９９１）与ＥＰＲＩ工程方法具有相似的精度水平。因而，利用两种延性撕裂评定方法所获得的结果，都是可以信赖的。