汽车铝合金覆盖件成形数值模拟的各向异性屈服准则研究

铝合金作为一种典型的汽车轻量化材料,被越来越多的运用到汽车车身覆盖件中。但由于铝合金具有明显的各向异性特征,为了准确模拟铝合金板的成形过程,选择合适的屈服准则是关键。文章以汽车铝合金油箱的拉深成形为例,采用3种典型的各向异性屈服准则Hill48、Barlat89和YLD2000-2d对成形过程进行有限元模拟,结合实验验证,分析了不同屈服准则对有限元模拟结果精度的影响。结果表明,Hill48屈服准则的模拟结果与实验结果存在较大的差异,故不适用于铝合金板料成形的有限元模拟;Barlat89屈服准则的模拟结果与实验结果接近,但存在一定的偏差;YLD2000-2d屈服准则的模拟结果与实验结果吻合最好,数值模拟的精度最高。     

各向异性屈服准则的发展及应用

各向异性是影响板料成形的重要因素之一。在板料成形的有限元模拟中，正确描述板料的各向异性行为有助于提高模拟精度。近年来，人们对板料的各向异性屈服行为进行了深入研究，研究内容主要有屈服准则的提出、实验验证及其在有限元模拟中的应用3个方面。本文总结了各向异性屈服准则的理论研究及实验验证的发展现状，以及各向异性屈服准则在板料成形有限元模拟软件中的应用，最后提出了各向异性屈服准则研究中今后的研究方向。     

流动法则和屈服准则对板料成形极限预测的影响

基于前期研究所建立的非关联流动模型,进一步结合MMFC和M-K成形极限预测理论,计算了铝合金和先进高强钢的成形极限.针对AA5754-O、AA5182-O、DP600和TRIP780这4种材料,基于Hill48和Gotoh屈服准则计算了成形极限图,并引入了关联和非关联两种流动法则进行对比.结果表明,基于MMFC理论计算...     

论塑性成形各向异性屈服准则

系统分析和讨论了塑性过程中各向异性本构关系，指出了其适用范围和局限性。     

基于韧性断裂准则的铝合金板材成形极限预测

为了准确地预测铝合金板材成形极限，将韧性断裂准则引入到数值模拟中。在数值模拟获得的应力应变值基础上，采用简单拉伸试验和数值模拟相结合的方法确定了韧性断裂准则中的材料常数，并应用该韧性断裂准则预测了铝合金LYl2(M)的圆筒件拉深和半球形凸模胀形的成形极限。预测结果与实验值吻合较好，该韧性断裂准则能够预测铝合金板材成形极限。     

工业AA1200铝合金薄板拉伸成形模拟和实验研究(英文)

对工业AA1200铝合金薄板拉伸成形的模拟和实验结果进行比较和评估。采用单向拉伸试验得到模拟所需输入参数。根据von Mises和Hill-1948屈服准则,采用Abaqus/Explicit有限元软件分析成形过程。将冲压力和应变分布的模拟结果与实验结果进行比较和验证。结果表明:在这两种情况下,使用各向异性屈服准则模拟的结果与实验结果更吻合。     

Mises准则的圆形屈服轨迹及其在板料成形中的应用

按Ｍｉｓｅｓ屈服准则求解板料成形问题,理论严密,结果准确。本文提出了一种Ｍｉｅｓ准则的圆形屈服轨迹图。利用这种圆形屈服轨迹图求解轴对称板料成形问题,可使求解过程简化,使求解结果更加清晰,直观。与传统的椭圆屈服轨迹比较,有明显的改进。     

航空发动机机匣钣金成形及屈服准则

钣金机匣作为航空发动机的主要构成零部件,其结构复杂、材料难于成形,且成形后内部存在不同程度的残余应力,随着计算机的发展,数值模拟成为辅助板料成形研究的主要手段,屈服准则是数值模拟的基础。本文对航空发动机机匣钣金成形性能做以叙述,对各向同性材料屈服准则、各向异性材料屈服准则、先进的各向异性材料屈服准则进行归纳,提出屈服准则应以屈服轨迹、单轴屈服应力、塑性各向异性参数等为选择依据,并提出未来屈服准则可沿新的屈服准则、描述非线性加载情况下的屈服轨迹、创新实验研究方法等方向发展。     

各向异性屈服准则对不锈钢板冷弯成型回弹模拟的影响

基于不锈钢板冷弯成型和回弹过程的数值模拟,研究了各向异性屈服准则Hill和YLD89对不锈钢板冷弯成型模拟的影响。模拟结果与试验值的比较表明,屈服准则YLD89较适用于不锈钢板的冷弯成型模拟。     

不同屈服准则对热轧结构钢各向异性行为预测精度对比

实验测试了酸洗汽车结构钢QSt E系列热轧钢板不同方向(与轧向分别成0°、45°和90°)的单向拉伸力学性能,获得了其各向异性屈服行为。依据Hill48、Hill90和Barlat89各向异性屈服准则及其参数计算方法,分别建立了QSt E系列钢种的各向异性屈服模型,并将模型预测的不同方向屈服应力及r值与实验结果进行对比分析。结果表明,经优化后的参数求解方法可很好的同时预测单向屈服应力和r值。在r值的预测能力上,不论r值呈抛物线型变化还是单调递增变化,Hill48屈服准则均能很好的预测,Hill90屈服准则仅能很好的预测单调递增变化的情况,而Barlat89屈服准则对两种情况下的预测能力均较弱。     

板料成形极限的理论预测与数值模拟研究

本文针对目前板料成形极限的实验、理论计算和数值模拟方法以及成形极限应力图的研究进展 ,进行了综述与分析 ,提出了通过数值模拟方法预测板料成形极限所存在的一些问题。认为找到一种能够尽量减少对外部条件的依赖 ,从而更本质地反映材料性能的方法。     

板材冲压成形回弹模拟的评述

回弹是板材成形过程中不可避免的一个普遍现象,直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状.因此,回弹模拟是板材成形过程模拟中的一个关键问题,也是最为棘手的问题.本文在系统地归纳了国内外众多学者在应用有限元技术进行回弹模拟研究的基础上,对回弹模拟的历史发展、回弹模拟的计算方法、影响回弹模拟的主要因素以及回弹的预测和补偿等方面作了详尽的论述,对回弹模拟研究有着很好的参考价值与指导意义.     

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

板料成形中材料模型的研究进展

介绍了板料成形数值模拟中材料模型的研究进展。将材料模型的理论研究分为屈服准则、强化模型、流动法则、加卸载历史4个方面,并进行简要综述;对材料在循环加载条件下应力应变曲线的实验获取方法进行了探讨,重点介绍了板料压缩、三点弯曲实验确定材料反向加载应力应变曲线的原理和方法;对当前屈服准则、强化模型的研究热点和发展方向进行了分析。     

铝合金板温成形过程中拉深筋处摩擦的测量

在温成形过程中铝合金板与模具表面的接触和摩擦行为十分复杂,不同的接触区域摩擦状况不尽相同.分析了板料成形中摩擦测量的国内外发展状况,采用自行设计的新型摩擦测量装置完成了铝合金板温成形过程中拉深筋处摩擦系数的测量.该测量装置的特点是可以模拟板料的真实变形过程,采用楔形铝合金板试件,通过楔形槽产生周向挤压,来模拟法兰区板料成形时的增厚趋势,添加了加温和温控装置来模拟温成形时的温度环境,从而获得更为准确的测量结果.     

Evaluation of forming limit in viscous pressure forming of automotive aluminum alloy 6k21-T4 sheet

A ductile fracture criterion is introduced into numerical simulation to predict viscous pressure forming limit of the automotive body aluminum alloy 6k2 l-T4. The material constant in the ductile fracture criterion is determined by the combination of the viscous pressure bulging （VPB） test with numerical simulation. VPB tests of the aluminum alloy sheet are carried out by using various elliptical dies with different ratios of major axis to minor axis（β）, and the bugling processes are simulated by the aid of the finite element method software LS-DYNA3D. On the basis of the stress and strain calculated from numerical simulations, the forming limits of bulging specimens obtained are predicted by the ductile fracture criterion, and compared with experimental results. The fracture initiation site and the minimal thickness predicted by the ductile fracture criterion are in good agreement with the experimental results.