本文關(guān)鍵詞：基于Hill48屈服準(zhǔn)則的非線性隨動(dòng)硬化本構(gòu)模型及應(yīng)用

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【摘要】：金屬薄板成形過程中,板料拉伸后壓縮、彎曲后反彎曲等變形不僅會(huì)產(chǎn)生Bauschinger效應(yīng),而且還會(huì)使其方向性增強(qiáng),從而使各向同性理論不再適用。本文針對(duì)此類問題,通過研究板料在循環(huán)加載狀態(tài)下的變形行為,建立了一種非線性隨動(dòng)硬化本構(gòu)模型,并將其用于拉深筋數(shù)值分析中。在基礎(chǔ)理論方面,論文基于平面應(yīng)力假設(shè)和Hill48各向異性屈服準(zhǔn)則,采用A-F非線性隨動(dòng)硬化模型建立了考慮Bauschinger效應(yīng)的非線性材料本構(gòu)模型,給出了材料模型中各參數(shù)的求取方法,推導(dǎo)了本構(gòu)關(guān)系彈塑性矩陣。根據(jù)有限元理論以及應(yīng)力更新算法,利用泰勒展開式形式,完成了本構(gòu)模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)。采用Fortran語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫,通過ABAQUS有限元軟件提供的UMAT接口實(shí)現(xiàn)了本構(gòu)模型的二次開發(fā),經(jīng)由算例驗(yàn)證了UMAT子程序的正確性。應(yīng)用上述非線性隨動(dòng)硬化本構(gòu)模型,通過有限元數(shù)值模擬方法對(duì)拉深筋的變形過程進(jìn)行了分析。通過單向拉伸試驗(yàn)獲得了熱鍍鋅深沖鋼板DC54D+ZF板料的力學(xué)性能參數(shù),得到了有限元數(shù)值模擬所需的材料常數(shù)。建立了單元拉深筋模型,采用開發(fā)的材料本構(gòu)模型和ABAQUS自帶模型分析了板料經(jīng)過拉深筋時(shí)的變形情況。結(jié)合實(shí)驗(yàn)探討了拉深筋結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)拉深筋阻力和板料應(yīng)變狀態(tài)的影響。結(jié)果表明,基于Hill48準(zhǔn)則開發(fā)的材料模型比ABAQUS中的各向同性模型的計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：板料循環(huán)加載 非線性隨動(dòng)硬化 本構(gòu)模型 UMAT子程序 拉深筋數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 材料的本構(gòu)模型及其研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 本構(gòu)模型的含義9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本構(gòu)模型的有限元實(shí)現(xiàn)12-14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 基于Hill48準(zhǔn)則的非線性硬化本構(gòu)關(guān)系15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 基本假設(shè)15
• 2.3 Hill48屈服準(zhǔn)則及其參數(shù)確定15-18
• 2.3.1 Hill48屈服準(zhǔn)則15-17
• 2.3.2 屈服函數(shù)表達(dá)式中的參數(shù)確定17-18
• 2.4 A-F非線性硬化模型及參數(shù)18-20
• 2.5 非線性硬化本構(gòu)關(guān)系的建立20-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 非線性隨動(dòng)硬化本構(gòu)模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 應(yīng)力更新算法23-25
• 3.3 本構(gòu)模型的用戶材料子程序開發(fā)25-33
• 3.3.1 ABAQUS及用戶材料子程序25-27
• 3.3.2 非線性硬化本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值實(shí)現(xiàn)27-31
• 3.3.3 非線性硬化UMAT程序設(shè)計(jì)31-33
• 3.4 子程序的驗(yàn)證33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 本構(gòu)模型在拉深筋數(shù)值分析中的應(yīng)用36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 有限元分析模型36-42
• 4.2.1 幾何模型36-38
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分及接觸邊界條件38
• 4.2.3 單元類型及截面屬性38-39
• 4.2.4 材料模型及計(jì)算過程39-42
• 4.3 板料通過拉深筋的變形過程數(shù)值分析42-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 板料經(jīng)過拉深筋的模擬實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析47-63
• 5.1 引言47
• 5.2 拉深筋單元模擬實(shí)驗(yàn)47-49
• 5.3 板料受到拉深筋阻力結(jié)果對(duì)比49-52
• 5.4 板料厚度方向塑性應(yīng)變結(jié)果對(duì)比52-56
• 5.5 板料長(zhǎng)度方向塑性應(yīng)變和等效塑性應(yīng)變結(jié)果對(duì)比56-61
• 5.6 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：1011642