【摘要】：針對(duì)成形極限曲線的測(cè)定需建立在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,耗時(shí)耗材,且需要特定的成形實(shí)驗(yàn)機(jī)才能完成的不足,采用韌性斷裂準(zhǔn)則與數(shù)值模擬相結(jié)合來(lái)預(yù)測(cè)。建立測(cè)定成形極限曲線的有限元分析模型,對(duì)不同尺寸1060鋁板試樣成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬與分析,并采用Lemaitre韌性斷裂準(zhǔn)則作為板料破裂與否的判據(jù),找出破裂極限應(yīng)變值,擬合成形極限曲線;為驗(yàn)證提出方法的正確性,采用實(shí)驗(yàn)方法制作1060鋁板成形極限曲線,并將其與模擬得到的曲線進(jìn)行對(duì)比,兩曲線走向基本一致,有較好的吻合度,表明該方法能夠應(yīng)用于成形極限曲線的預(yù)測(cè)。
【圖文】：

的常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)獲得;I為積分值，I＞1零件破裂，I＜1零件安全。采用實(shí)驗(yàn)法對(duì)常數(shù)進(jìn)行確定，即根據(jù)韌性斷裂準(zhǔn)則中材料參數(shù)的個(gè)數(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到相應(yīng)個(gè)數(shù)的斷裂極限應(yīng)變點(diǎn)，建立方程就能確定相應(yīng)的材料常數(shù)。本文采用單向拉伸實(shí)驗(yàn)和平面應(yīng)變實(shí)驗(yàn)來(lái)獲取材料常數(shù)C、P值［4］。獲取得到的材料常數(shù)值分別為C=0.04731，P=0.57015。2基于數(shù)值模擬的板料成形極限曲線的獲取2.1模擬條件借助Dynaform軟件對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，圖2不同試樣尺寸(a)寬度為30mm(b)寬度為50mm(c)寬度為80mm(d)寬度為100mm(e)寬度為120mm(f)直徑為Φ160mmFig.2Dismensionsofdifferentspecimens(a)Specimenwidthof30mm(b)Specimenwidthof50mm(c)Specimenwidthof80mm(d)Specimenwidthof100mm(e)Specimenwidthof120mm(f)DiameterofΦ160mm設(shè)計(jì)成形模具如圖1所示。模擬中采用邊長(zhǎng)為2mm的BT單元對(duì)板料進(jìn)行劃分，板料采用3參數(shù)Barlat材料屈服模型及冪指數(shù)硬化模型，材料為1060鋁板，厚度為1mm。為更加真實(shí)的模擬實(shí)際情況，模擬中設(shè)置凹模不動(dòng)，壓邊圈向下以恒定壓邊力作用在板料上。成形中定義凸模運(yùn)動(dòng)速度為5000mm·s－1［5］。為獲得盡可能多且全面覆蓋整個(gè)成形區(qū)域的極限應(yīng)變點(diǎn)，設(shè)計(jì)了不同寬度的試樣來(lái)實(shí)現(xiàn)板料在不同應(yīng)變路徑下的破裂，設(shè)計(jì)的試樣尺寸如圖2所示。圖1成形模具圖Fig.1Modelofformingdie2.2模擬結(jié)果分析不同試樣成形時(shí)的應(yīng)變路徑如圖3所示。由圖3可知，隨著板料寬度的增加，應(yīng)變路徑逐漸由拉－壓變形向拉－拉變形轉(zhuǎn)變，基本能覆蓋整個(gè)應(yīng)變區(qū)域，表明實(shí)驗(yàn)中板料尺寸的設(shè)計(jì)合理可行。采用Lemaitre韌性斷裂準(zhǔn)則判斷板料上各點(diǎn)是否破裂，將模擬得到的各點(diǎn)的應(yīng)變值帶入成形極限預(yù)測(cè)軟件中，若損傷值I＞1，該點(diǎn)破裂;若損傷值150鍛壓?

捎玫ハ蚶酈焓笛楹推矯嬗Ρ涫笛槔椿袢?材料常數(shù)C、P值［4］。獲取得到的材料常數(shù)值分別為C=0.04731，P=0.57015。2基于數(shù)值模擬的板料成形極限曲線的獲取2.1模擬條件借助Dynaform軟件對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，圖2不同試樣尺寸(a)寬度為30mm(b)寬度為50mm(c)寬度為80mm(d)寬度為100mm(e)寬度為120mm(f)直徑為Φ160mmFig.2Dismensionsofdifferentspecimens(a)Specimenwidthof30mm(b)Specimenwidthof50mm(c)Specimenwidthof80mm(d)Specimenwidthof100mm(e)Specimenwidthof120mm(f)DiameterofΦ160mm設(shè)計(jì)成形模具如圖1所示。模擬中采用邊長(zhǎng)為2mm的BT單元對(duì)板料進(jìn)行劃分，板料采用3參數(shù)Barlat材料屈服模型及冪指數(shù)硬化模型，材料為1060鋁板，厚度為1mm。為更加真實(shí)的模擬實(shí)際情況，模擬中設(shè)置凹模不動(dòng)，壓邊圈向下以恒定壓邊力作用在板料上。成形中定義凸模運(yùn)動(dòng)速度為5000mm·s－1［5］。為獲得盡可能多且全面覆蓋整個(gè)成形區(qū)域的極限應(yīng)變點(diǎn)，設(shè)計(jì)了不同寬度的試樣來(lái)實(shí)現(xiàn)板料在不同應(yīng)變路徑下的破裂，設(shè)計(jì)的試樣尺寸如圖2所示。圖1成形模具圖Fig.1Modelofformingdie2.2模擬結(jié)果分析不同試樣成形時(shí)的應(yīng)變路徑如圖3所示。由圖3可知，，隨著板料寬度的增加，應(yīng)變路徑逐漸由拉－壓變形向拉－拉變形轉(zhuǎn)變，基本能覆蓋整個(gè)應(yīng)變區(qū)域，表明實(shí)驗(yàn)中板料尺寸的設(shè)計(jì)合理可行。采用Lemaitre韌性斷裂準(zhǔn)則判斷板料上各點(diǎn)是否破裂，將模擬得到的各點(diǎn)的應(yīng)變值帶入成形極限預(yù)測(cè)軟件中，若損傷值I＞1，該點(diǎn)破裂;若損傷值150鍛壓技術(shù)第42卷

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3 林大為,屠挺生,戴一一,張順才;板料真實(shí)成形極限的測(cè)定及其應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2001年03期

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