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基于塑性拉伸失穩(wěn)理論的板料成形極限預(yù)測

發(fā)布時(shí)間:2017-12-07 16:23

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【摘要】:板料加工直至達(dá)到塑性失穩(wěn)之前能夠獲得的最大的變形程度被稱為它的成形極限。成形極限曲線作為最簡便直觀的判斷板料成形性能的工具,通過定量描述板材的成形極限,在實(shí)際應(yīng)用中有效地解決了板材沖壓的諸多問題。它可以通過試驗(yàn)測定和理論計(jì)算兩種方法獲得。其中理論計(jì)算主要是通過采用不同的本構(gòu)關(guān)系表征材料的塑性力學(xué)行為,并以塑性失穩(wěn)準(zhǔn)則作為判斷頸縮或者破裂發(fā)生的條件來進(jìn)行的。本文在計(jì)算時(shí)使用了彈塑性材料以及引入Lemaitre損傷理論的彈塑性材料的本構(gòu)模型對金屬的力學(xué)行為進(jìn)行表征。本構(gòu)模型通過用戶自定義子程序UMAT嵌入有限元軟件ABAQUS,采用四階Runge-Kutta迭代算法進(jìn)行應(yīng)力更新。本文共研究了Hill一般性分叉失穩(wěn)理論、極限點(diǎn)分叉理論、Swift最大拉力理論、小變形下的硬化模量理論和Rice理論共五個(gè)失穩(wěn)理論,并通過使用與本構(gòu)模型一致的變量符號(hào)給出了各個(gè)理論下失穩(wěn)條件的數(shù)學(xué)表達(dá)方法,不僅從理論上建立了它們之間的聯(lián)系,而且方便結(jié)合本構(gòu)模型進(jìn)行成形極限應(yīng)變的計(jì)算。計(jì)算使用了只包含一個(gè)積分點(diǎn)的單個(gè)單元,加載方式為位移加載。本文計(jì)算了同樣的材料模型在不同失穩(wěn)理論下的成形極限曲線,發(fā)現(xiàn)Hill一般性失穩(wěn)理論與Swift最大拉力理論在預(yù)測材料分散性頸縮極限時(shí)基本等價(jià),同時(shí)在小變形條件下,一般性失穩(wěn)理論、極限點(diǎn)分叉理論、硬化模量理論三者預(yù)測得到了同樣的分散性頸縮極限曲線,而Rice理論預(yù)測的集中性頸縮極限曲線在拉-拉區(qū)明顯高于前三者預(yù)測的分散性頸縮極限曲線。本文還研究了各向同性硬化指數(shù)和強(qiáng)度系數(shù)以及與損傷演化有關(guān)的四個(gè)材料參數(shù)對材料成形極限的影響。
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TG386

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐剛,魯潔,黃才元;金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2004年04期

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本文編號(hào):1263014

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