本文關(guān)鍵詞：硼鋼高溫本構(gòu)方程及基于Lemaitre理論的損傷演化模型

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【摘要】：節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境問題越來越得到人們的重視,隨著人們意識(shí)的提高,對(duì)汽車的安全性、可靠性、環(huán)保性、舒適性等要求逐步提高,各大汽車制造公司為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量,不斷創(chuàng)新和改進(jìn)新的制造方法與制造工藝,從汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和開發(fā)新材料兩個(gè)方面試圖減輕汽車的重量。在汽車制造方面,對(duì)超高強(qiáng)鋼的使用可以同時(shí)滿足汽車輕量化方面的要求和對(duì)汽車安全性能的要求。所以,熱成形硼鋼也得到了研究者的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法不同,使用數(shù)值模擬不僅實(shí)施方便、節(jié)省資金的投入,其結(jié)果具有一定的指導(dǎo)意義。通過對(duì)本構(gòu)模型的分析可以對(duì)此種材料本構(gòu)模型的選擇以及研究思路提供幫助。本文以B1500HS硼鋼板為研究對(duì)象,對(duì)其單向熱拉伸性能進(jìn)行研究,對(duì)其在整個(gè)高溫?zé)崂熘械睦爝^程、斷裂過程分別進(jìn)行了研究,并對(duì)其在不同溫度不同應(yīng)變速率下的拉伸以及斷裂的本構(gòu)模型進(jìn)行了分析。通過單向熱拉伸實(shí)驗(yàn),計(jì)算得到各相應(yīng)測(cè)試條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,分析了變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力的影響,研究了硼鋼B1500HS奧氏體狀態(tài)下Arrhenius本構(gòu)模型,計(jì)算結(jié)果表明：變形溫度和應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力影響顯著,該模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的吻合度較好。對(duì)已有的本構(gòu)模型進(jìn)行比較研究,采用Hensel-Spittel模型、Nemat-Nasser模型、ong-Wahlen模型和Norton-Hoff模型分別描述硼鋼B1500HS流動(dòng)應(yīng)力,并通過相關(guān)系數(shù)、平均相對(duì)誤差、均方差等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)各模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)硼鋼流動(dòng)應(yīng)力曲線的特點(diǎn)對(duì)Norton-Ho fF模型進(jìn)行了修正,分析結(jié)果表明：修正后的Norton-Hoff模型對(duì)硼鋼B1500HS的流動(dòng)應(yīng)力的預(yù)測(cè)更精確。推導(dǎo)了Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則的演化過程。借助FORGE軟件對(duì)硼鋼在不同溫度、不同應(yīng)變速率下的拉伸斷裂行為進(jìn)行數(shù)值模擬,通過Lemaitre韌性損傷準(zhǔn)則描述硼鋼的斷裂行為,利用modeFRONTIER軟件對(duì)Lemaitre韌性損傷模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模型采用優(yōu)化后的Lemaitre韌性損傷模型可以對(duì)硼鋼高溫拉伸斷裂過程獲得較好的仿真效果。
【關(guān)鍵詞】：硼鋼 高溫變形 本構(gòu)模型 拉伸實(shí)驗(yàn) 斷裂
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U465.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 汽車用超高強(qiáng)度鋼板的相關(guān)研究進(jìn)展11-12
• 1.2.2 硼鋼在高溫狀態(tài)下本構(gòu)模型的相關(guān)研究進(jìn)展12-13
• 1.2.3 硼鋼韌性斷裂準(zhǔn)則的相關(guān)研究進(jìn)展13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 本構(gòu)模型理論15-18
• 2.1 典型熱變形應(yīng)力應(yīng)變曲線15-16
• 2.2 流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型的建立16
• 2.3 金屬在熱塑性變形中的軟化及硬化作用機(jī)理16-18
• 第3章 硼鋼B1500HS奧氏體狀態(tài)下Arrhenius本構(gòu)模型18-27
• 3.1 引言18
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法18-19
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析19-21
• 3.4 本構(gòu)模型的建立21-26
• 3.4.1 系數(shù)β和n_1求解方法21-22
• 3.4.2 系數(shù)n、A和Q求解方法22-23
• 3.4.3 各系數(shù)的回歸方程23-25
• 3.4.4 計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比25-26
• 3.5 本章小結(jié)26-27
• 第4章 幾種唯象/物理本構(gòu)模型的比較研究27-38
• 4.1 引言27
• 4.2 數(shù)學(xué)模型27-29
• 4.3 三種模型的回歸分析及比較29-33
• 4.4 修正的Norton-Hoff模型33-37
• 4.4.1 與Brosius提出的Norton-Hoff模型的對(duì)比34-36
• 4.4.2 與Hensel-Spittel模型的比較36-37
• 4.5 本章小結(jié)37-38
• 第5章 硼鋼高溫Lemaitre損傷模型研究38-52
• 5.1 引言38
• 5.2 基于損傷力學(xué)的Lemaitre損傷模型38-43
• 5.2.1 基本概念38-40
• 5.2.2 損傷演化的動(dòng)力學(xué)定律40-42
• 5.2.3 在壓縮過程中考慮裂紋閉合效應(yīng)的Lemaitre破壞準(zhǔn)則42-43
• 5.3 拉伸實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬43-49
• 5.3.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的模擬及參數(shù)的設(shè)置43-44
• 5.3.2 本構(gòu)模型的選用44-46
• 5.3.3 參數(shù)的優(yōu)化46-49
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第6章 總結(jié)與展望52-54
• 6.1 總結(jié)52-53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：731556